| 在幾年前的智能機器人與系統國際會議上, 哈佛研究生 Michael Tolley 向我們介紹了一款依靠爆炸力進行彈跳的機器人. 這款粉紅色的柔軟機器人有三條可以左右搖擺並負責定位的腿, 不過這傢伙的長相實在是太對不起觀眾了. 現在, Tolley 在加州大學聖地亞哥分校已經有了自己的機器人實驗室, 該實驗室的主要工作就是找到有效的製造軟體機器人的方法. 在最新的論文中 (下周發表在 ICRA) , Tolley 展示了可以行走的四足軟體機器人.  軟體機器人 (搭載有致動器) 潛力巨大, 它們廉價, 靈活, 且易於配置. 不過以現在的技術水平來看, 軟體機器人可不好造, 因為你必須手工完成一系列複雜的操作. Dylan Drotman 與 Tolley 實驗室的學生一起完成了軟體機器人的腿部設計, 利用 3D 印表機, 你可以一次性完成腿部的列印. 事實上, 你甚至可以輕易的將整個四足機器人列印出來.
當然, 也不是所有 3D 印表機都能滿足要求, 你需要一台能列印軟硬混合材料的機器. 只有這樣, 最終的產品才能擁有可調節的柔韌性. 在這裡, 研究人員用到了 Stratasys 公司的 Objet350 Connex3 印表機, 不過這台設備可不是一般人能買得起的. 軟體機器人的每條腿都由 3 條可伸縮的充氣橡皮管製造而成, 充氣橡皮管與地面接觸的區域呈三角形. 在操作時, 只需對一條腿上的兩個橡皮管充氣, 這條腿就會朝沒充氣的那根管子方向彎折, 這樣你就有了四條兩軸可控的柔軟腿部.
這四條腿呈 X 造型連接在一起, 通過充氣或漏氣, 軟體機器人就能走起路來 (與爬行可完全不同) . 軟體機器人可以抬起腿, 移動它並完成前進動作. 藉助其柔軟的特性, 研究人員可以成功完成不同步態的測試, 並對機器人在不同路況下 (岩石, 砂紙或洞穴) 的動作進行優化.
同時, 這款軟軟的小傢伙還能背著 0.62 千克的負荷成功站立起來, 如果它一開始就處在站立狀態, 還能扛更重的擔子. 載荷對軟體機器人相當重要, 它不但可以背上感測器等有用的小設備, 還能通過一些改裝來實現新的功能. 眼下, 市場上的氣動機器人幾乎都要背上多個致動器, 同時維持其運動的壓縮空氣, 電池和電子設備也不能少.
當然, 解決這些挑戰並非該研究的主要目的, 不過筆者想知道, 如果要將這款機器人推向市場, 研究人員還需要做出哪些努力. 關於軟體機器人的用途則很容易猜測, 研究人員是想造出一台完美的四足動物, 它們能在人類不能進入的環境完成監測並讀取相關感測器數據. |
