机器人一直很迷人,笔者尤其钟爱用冰冷机器模仿人或动物的项目。起初,机器的产生确实是为了减少人类的劳动负担:从最简单的轮子到工厂里的机器手臂。但为了完成更加复杂的工作,机器人爱好者开始“剽窃”大自然的设计。 Boston Dynamics大名鼎鼎的兽型机器人就是一个很好的例子。利用四足机器人来运送货物,不但没有动物的体力问题,还能比轮车更能突破地形。下面笔者再为各位介绍两款小型仿生机器人。 白蚁搬砖机器人 白蚁具有庞大的生产力,但他们在构建复杂的蚁丘时,似乎不用直接从蚁后得到命令:设计图似乎早在他们脑中。它们可以独立工作,却又不会阻碍到其他白蚁。非洲的白蚁可以建造高达4至5米的蚁丘:按比例计算,这已超过人类所有的建筑高度。并且这些蚁丘并不是泥巴堆,它具有采光、通风、交通的功能。
哈佛大学的研究人员在美国科学促进会(AAAS)年会上说,他们设计的白蚁机器人可以搬运、建造楼梯或构建金字塔。为了使这些小机器人能够像白蚁一样工作,研究人员花了四年的时间设计他们,并把计划细节公布在本月13日的《科学》期刊。
研究人员说,这些机器人非直接听从指令,而是仰赖一个称谓“共识主动性”的概念:机器人具有沟通模式。它们可以观察彼此的行为,并作出相应行为。研究人员Justin Werfel说:“实际上你只需要给这些机器人你想要构建的蓝图,它们就能帮你达成。这无关它们有多少台,或者是哪个机器人负责什么,它们只需要知道你想打造什么东西。”
这些机器人目前看起来确实像玩具,但他们具有很强的指向性。举例来说,人类在地球盖房子也许很容易,但如果在火星呢?研究人员希望有朝一日,这些机器人能够到人类无法抵达的地方构建物体,如:外星球,或者在洪灾来临时代替人类堆叠沙包。
Festo蜻蜓机器人 蜻蜓的翅膀非常发达,飞行能力很强,每秒钟可达10米。可以突然回转、悬停、攀升甚至后退飞行:它可以说是动物界、昆虫界的飞行大师。 Festo公司设计科一款名为“Bionic Copter”的蜻蜓机器人,它的特点就是让机器人完成蜻蜓复杂的飞行动作。从外形上来看,它就是一只机器蜻蜓,它甚至还可以像蜻蜓一样在不震动翅膀的情况下滑行。
为了完成蜻蜓复杂的飞行性能,他们给与了改机器人13个自由度:一般遥控直升飞机自由度为6。它可以控制翅膀摆动的频率、幅度、角度等,并且每个翅膀都有都系的系统:它能到达任何地方。尾部由电气肌肉控制摆幅,以保持平衡。
让人痴迷的关键在于,它高度集成的结构设计,以及无线实时通信技术。可以想象,这款机器人日后可以作为侦查、搜寻的帮手。 大自然一直能够带给研究人员很多灵感和想象,不可否认的,仿生机器人是未来机器人产业的一个趋势。
|