據(jù)國(guó)外媒體報(bào)道,回顧2011年,出現(xiàn)了諸多精湛的機(jī)器人設(shè)計(jì),其中包括:3D打印機(jī)制造蜘蛛機(jī)器人、機(jī)器人蜂鳥、清理水面油污的機(jī)器人帆船、迅猛龍機(jī)器人等。 1、3D打印機(jī)制造機(jī)器人蜘蛛 營(yíng)救機(jī)器人必須擁有人類不具備的機(jī)動(dòng)性和平衡性,例如:在地震災(zāi)后碎礫之中穿行,或者沖入核反應(yīng)堆內(nèi)部。目前,科學(xué)家通過(guò)3D打印機(jī)能夠制造出蜘蛛機(jī)器人,它們具有很強(qiáng)的機(jī)動(dòng)靈活性,適當(dāng)于部署在災(zāi)后營(yíng)救等任務(wù),并且它們與真實(shí)蜘蛛非常相似。 這種蜘蛛機(jī)器人像真實(shí)蜘蛛一樣能夠保持四只腳著地,而另外四只腳準(zhǔn)備下一步的方向。蜘蛛機(jī)器人的機(jī)動(dòng)性來(lái)自于彈性身體與堅(jiān)硬關(guān)節(jié)的有效結(jié)合,這種成本低廉的蜘蛛機(jī)器人是德國(guó)研究人員通過(guò)3D打印機(jī)制造出來(lái)的。德國(guó)斯圖加特市機(jī)械制造和自動(dòng)化控制學(xué)會(huì)的科學(xué)家拉爾夫-貝克爾(Ralf Becker)說(shuō):“我們的機(jī)器人制造成本非常低廉,僅使用一次就可以丟棄,就像一次性橡皮手套一樣。”這款蜘蛛機(jī)器人的攀爬和跳躍能力源于它的關(guān)節(jié),在腿部關(guān)節(jié)內(nèi)部是注壓液體,從而模擬真實(shí)蜘蛛的肌肉。身體前方的一對(duì)前腿能夠彎曲確保前行,后方一對(duì)腿作為支持推動(dòng)身體前行。 當(dāng)前這種蜘蛛機(jī)器人擁有控制部件,閥門和壓縮泵,當(dāng)它們部署在災(zāi)后營(yíng)救任務(wù)中,它們可以攜帶攝像機(jī)、測(cè)量?jī)x器和傳感器將勘測(cè)信息反饋至工作人員。德國(guó)研究小組使用3D打印機(jī)進(jìn)行逐層打印,在打印過(guò)程計(jì)算機(jī)指引激光束溶化薄聚酰胺粉末層向下至上地打印機(jī)器人組件。貝克爾指出,像這樣的3D打印機(jī)制造流程可使研究人員對(duì)蜘蛛機(jī)器人進(jìn)行模塊化修改,我們?cè)趩我徊僮髦锌梢灾圃斐鲆粭l或者多條腿的蜘蛛,將裝配有效性降至最低,可節(jié)省材料和減少制造機(jī)器人的時(shí)間。伴隨著模塊化制造,個(gè)別零件能夠快速進(jìn)行制造。這款蜘蛛機(jī)器人原型亮相于11月29日至12月2日舉辦的2011年法蘭克福歐洲模具展上。 美軍訂制首批自殺式微型偵察機(jī) 美國(guó)士兵可以手動(dòng)放飛偵察機(jī),盤旋在敵軍戰(zhàn)場(chǎng)上空并實(shí)施致命打擊。目前,美國(guó)陸軍已訂制了首批小型自殺式偵察機(jī),它能夠從一個(gè)小型發(fā)射炮管中發(fā)射,在空中盤旋飛行,并在指令下沖向即定目標(biāo)。 背包大小的“彈簧刀”偵察機(jī)將成為士兵在實(shí)戰(zhàn)中精確控制性攻擊武器,其精確性超過(guò)爆炸武器。士兵不必接近攻擊目標(biāo)的位置發(fā)射彈簧刀偵察機(jī),發(fā)射之后可通過(guò)該偵察機(jī)實(shí)時(shí)反饋圖像確定攻擊目標(biāo),當(dāng)下達(dá)指令后該偵察機(jī)將全速飛向攻擊目標(biāo)。 3、機(jī)器人蜂鳥 不久一款微型機(jī)器人蜂鳥將與大型偵察機(jī)聯(lián)合操作部署于美軍現(xiàn)代戰(zhàn)場(chǎng),這款機(jī)器人蜂鳥體形非常小,且具有獨(dú)特的空中盤旋能力,意味著它能夠適應(yīng)于城市戰(zhàn)場(chǎng)室外和室內(nèi)環(huán)境。 該機(jī)器人被命名為“納米蜂鳥”,能夠快速拍打翅膀進(jìn)入即定戰(zhàn)略位置,但令人擔(dān)憂的是,納米蜂鳥在研制前期多次實(shí)驗(yàn)中出現(xiàn)過(guò)碰撞墜毀意外。經(jīng)過(guò)改良設(shè)計(jì)之后這種機(jī)器人蜂鳥采用輕重量材料制成,不受風(fēng)力狀況影響實(shí)現(xiàn)正常飛行,同時(shí)這款15厘米長(zhǎng)的機(jī)器人裝配著攝像頭,可實(shí)時(shí)傳送戰(zhàn)場(chǎng)狀況,不但有利于敵情的偵察,還有效地避免了碰撞墜毀的發(fā)生。 近十年來(lái),軍用偵察機(jī)已被有人駕駛噴氣式戰(zhàn)斗機(jī)和轟炸機(jī)所替代,美國(guó)海軍并不想落后,目前最新設(shè)計(jì)了一款無(wú)人飛行器——X-47B,其無(wú)尾翼機(jī)械結(jié)構(gòu)頗似一個(gè)UFO,計(jì)劃于2013年部署于航空母艦空中編隊(duì)。近期,X-47B飛行器完成首次基于可伸縮式起落架航空母艦?zāi)J狡痫w降落測(cè)試。 5、清理水面油污的機(jī)器人帆船 數(shù)百年前帆船航海技術(shù)驅(qū)動(dòng)海洋探索,并幫助一些國(guó)家拓展殖民地,但從19世紀(jì)出現(xiàn)輪船之后,帆船航海已逐漸被人們所淡忘。目前,研究人員希望再度燃起人們的帆船熱情,計(jì)劃未來(lái)十年內(nèi)利用風(fēng)力部署一支機(jī)器人帆船艦隊(duì)。 這一設(shè)計(jì)概念源于塞薩爾-哈拉達(dá)(Cesar Harada),他的設(shè)計(jì)靈感來(lái)自人們清理墨西哥灣石油泄漏事件。他計(jì)劃設(shè)計(jì)一支能夠像蠕蟲一樣蜿蜒前行的機(jī)器人帆船艦隊(duì),在海面上能夠收集溢出的石油。同時(shí),機(jī)器人帆船艦隊(duì)還能清理海面垃圾,監(jiān)控海洋污染和瀕危滅絕的海洋生物。為了實(shí)現(xiàn)這一夢(mèng)想,今年9月2日,哈拉達(dá)在荷蘭鹿特丹市制作了6個(gè)機(jī)器人帆船。 從科學(xué)角度出發(fā),在地面上研制能夠“漂浮”起來(lái)的較沉重機(jī)器人是非常困難的,但在國(guó)際空間站低引力環(huán)境下,這將具有一定的可行性。目前,美國(guó)宇航局剛完成一款真實(shí)版漂浮機(jī)器人測(cè)試,這種“智能球”機(jī)器人能夠在空中漂浮,并受三星Nexus智能手機(jī)控制。美國(guó)宇航局表示,智能球機(jī)器人的設(shè)計(jì)靈感來(lái)自于科幻故事,現(xiàn)已于11月成功完成測(cè)試。智能球機(jī)器人概念設(shè)計(jì)師尤里-加維迪亞克(Yuri Gawdiak)說(shuō):“在《星球大戰(zhàn)》中我看到遠(yuǎn)程遙控光劍訓(xùn)練,這對(duì)我產(chǎn)生了很大的靈感啟發(fā)。” 這款能夠自由漂浮的球狀機(jī)器人擁有一個(gè)“大腦”,是由三星Nexus智能手機(jī)進(jìn)行控制,該智能手機(jī)的芯片已被移除,因此它不會(huì)與電子產(chǎn)品產(chǎn)生干擾,加維迪亞克使用AA電池來(lái)代替該智能手機(jī)的鋰電池。 智能球機(jī)器人能夠檢測(cè)國(guó)際空間站內(nèi)部區(qū)域,同時(shí),美國(guó)宇航局也計(jì)劃測(cè)試這款機(jī)器人是否能夠在空間站外確保飛行。目前,美國(guó)宇航局將進(jìn)行更多的測(cè)試分析,從而確定該機(jī)器人能否勝任完成更復(fù)雜的任務(wù)。正在接受測(cè)試的機(jī)器人,它通過(guò)安卓智能手機(jī)來(lái)控制。美國(guó)宇航局將準(zhǔn)備測(cè)試這個(gè)裝置是否能夠在國(guó)際空間站外面飛行。人類探測(cè)遙控項(xiàng)目主管特里-方格(Terry Fong)說(shuō):“這些測(cè)試工作將確定該款機(jī)器人能否更好地幫助美國(guó)宇航局,使該款機(jī)器人成為宇航員的得力助手,并適用于地球軌道或者其他太空目的地的人類太空探測(cè)任務(wù)。” 7、迅猛龍機(jī)器人 當(dāng)們開始奔跑時(shí),并不會(huì)認(rèn)為需要更多腿或者如何保持平衡。目前,美國(guó)軍方投資研制了一款“迅猛龍機(jī)器人”就是無(wú)需大腦運(yùn)行思考的機(jī)器人,它的敏捷腿部結(jié)構(gòu)頗似侏羅紀(jì)迅猛龍或者鴕鳥。 這款機(jī)器人也叫做“快速奔跑者”,直立狀態(tài)下高度為4英尺7英寸,奔跑時(shí)速可達(dá)到20英里。其彈性腿部不僅有效利用奔跑運(yùn)行的能量,還能維持一定奔跑步伐和平衡性。它最大的優(yōu)點(diǎn)在于靈活機(jī)動(dòng)性,可適應(yīng)于任何環(huán)境,戰(zhàn)場(chǎng)、運(yùn)動(dòng)場(chǎng)或者搜尋營(yíng)救任務(wù)中的崎嶇地形。 今年12月份,美國(guó)哈佛大學(xué)科學(xué)家最新研制一款柔體機(jī)器人,它能夠扭動(dòng)身體蠕行于狹小縫隙之中。這款機(jī)器人的設(shè)計(jì)源自魷魚和海星,它們能夠扭曲身體爬行。它非常適用于地震災(zāi)難營(yíng)救工作,營(yíng)救工作人員能將部署它們,讓它們穿過(guò)狹小的縫隙。此外,它們還可以部署在戰(zhàn)場(chǎng)環(huán)境。 美國(guó)麻省理工學(xué)院機(jī)器人專家馬修-沃爾特(Matthew Walter)說(shuō):“柔體機(jī)器人具有獨(dú)特的能力,能夠身體變形抵達(dá)傳統(tǒng)剛硬身體機(jī)器人無(wú)法抵達(dá)的區(qū)域。”今年初,美國(guó)塔夫斯大學(xué)一支研究小組展示了一款由硅橡膠材料制成的10厘米長(zhǎng)毛毛蟲外形機(jī)器人,它能夠卷曲進(jìn)入一個(gè)球體,并驅(qū)動(dòng)該球體前行。據(jù)悉,這項(xiàng)哈佛大學(xué)最新研究是由美國(guó)五角大樓投資的。 這款機(jī)器人用了兩個(gè)月時(shí)間建造完成,長(zhǎng)12.7厘米,通過(guò)抽吸空氣進(jìn)入肢體,可獨(dú)立地控制它的四肢運(yùn)動(dòng),通過(guò)手動(dòng)或者計(jì)算機(jī)控制,該機(jī)器人具備爬行和滑動(dòng)等動(dòng)作。該研究小組負(fù)責(zé)人、化學(xué)家喬治-懷特賽茲(George M Whitesides)進(jìn)行了一項(xiàng)測(cè)試,將一塊玻璃放置在距離地面四分之三英寸處,之間的產(chǎn)生間隙讓柔體機(jī)器人蠕動(dòng)爬行,從而來(lái)測(cè)試這種機(jī)器人的柔韌性。實(shí)驗(yàn)結(jié)果顯示,這種柔體機(jī)器人能夠靈活自如地往返15次穿梭于這一間隙。多數(shù)情況下,柔體機(jī)器人往返一次不足1分鐘。 目前研究人員希望提高這種機(jī)器人的速度,不過(guò)他們對(duì)它不斷地膨脹與收縮而不損壞而感到滿意。哈佛大學(xué)博士后研究員羅伯特-謝潑德(Robert Shepherd)稱,它能夠非常頑強(qiáng)地適應(yīng)各種環(huán)境,它能夠穿越各種材料表面,例如:氈布、碎礫、泥濘,甚至是果凍。 但是它們也存在著缺點(diǎn),它們必須由額外動(dòng)力進(jìn)行驅(qū)動(dòng),科學(xué)家需要尋求一種方法內(nèi)置動(dòng)力源,才能更有效地運(yùn)行。參與研究毛毛蟲機(jī)器人的神經(jīng)生物學(xué)家巴里-特里默(Barry Trimmer)說(shuō):“驅(qū)動(dòng)這種柔體機(jī)器人移動(dòng)存在著許多挑戰(zhàn),目前并不容易找到解決方案。”美國(guó)卡內(nèi)基梅隆大學(xué)柔體機(jī)械實(shí)驗(yàn)室負(fù)責(zé)人、機(jī)器人研究員卡梅爾-馬吉迪(Carmel Majidi)稱,這款柔體機(jī)器人比此前設(shè)計(jì)的機(jī)器人更具創(chuàng)新性。它僅是一種簡(jiǎn)單的機(jī)器人設(shè)計(jì),但它具備更生動(dòng)的生物移動(dòng)性。 麥哲倫太平洋航海勘測(cè)已有500多年的歷史,目前機(jī)器人水上勘測(cè)開始新的航程。近期,四個(gè)“海浪滑翔機(jī)器人”完成新的跨越太平洋航海記錄。 在300多天的航海歷程中,“海浪滑翔機(jī)器人”創(chuàng)造了一項(xiàng)最新吉尼斯世界紀(jì)錄,在太平洋上航行33000海里。它刷新了之前水下潛艇跨越大西洋的歷史記錄,同時(shí),它還獲得了新的科學(xué)發(fā)現(xiàn),發(fā)現(xiàn)一片較大的未繪制海洋邊界。 10、“阿爾法狗”機(jī)器人 “阿爾法狗”機(jī)器人 在科幻電影《星球大戰(zhàn)》中天行者盧克帶領(lǐng)軍隊(duì)成功地將巨大的帝國(guó)步行者機(jī)器人推翻,在現(xiàn)實(shí)科學(xué)中,美國(guó)波士頓動(dòng)力公司使用敏捷機(jī)械技術(shù)成功研制出“大狗”機(jī)器人,目前這款機(jī)器人進(jìn)行了技術(shù)升級(jí)完善,該公司推出體形更大的“阿爾法狗”機(jī)器人,它不僅具有更好的平衡性,還能在跌倒之后爬起。 經(jīng)測(cè)試“阿爾法狗”機(jī)器人能夠馱運(yùn)400磅重的軍用物資在崎嶇地形行進(jìn)20英里,相比之下“大狗”機(jī)器人僅有340磅的馱運(yùn)能力。 來(lái)源:電子工程網(wǎng) |