據(jù)英國(guó)媒體9月2日?qǐng)?bào)道，該國(guó)布里斯托爾一家剛剛建成的醫(yī)院，最近引入一批名為“自動(dòng)導(dǎo)航運(yùn)載儀”(AGV)的機(jī)器人，主要負(fù)責(zé)把廚房為病人準(zhǔn)備的食物，由廚房運(yùn)至病人手上。這些機(jī)器人能自行進(jìn)行準(zhǔn)備工作，如運(yùn)送冷凍的食物至廚房加熱，打開大門及操作升降機(jī)也無(wú)需人類協(xié)助。

　　人們生活對(duì)智能化要求的提高促進(jìn)了機(jī)器人的發(fā)展，機(jī)器人技術(shù)的發(fā)展可以說(shuō)是一日千里，取得了很多重大的成就，下面筆者就列舉一些，讓大家感受下當(dāng)前機(jī)器人的神奇魅力。

　　生物機(jī)器人：肌肉動(dòng)力行走

　　新一代微型生物機(jī)器人能收縮肌肉。美國(guó)伊利諾斯大學(xué)厄本那香檳分校工程師展示了一類行走“生物機(jī)器人”，由肌肉細(xì)胞推動(dòng)、電脈沖控制，研究人員能對(duì)其發(fā)號(hào)施令。相關(guān)論文在線發(fā)表于最近的美國(guó)《國(guó)家科學(xué)院學(xué)報(bào)》上。

　　“不管你想制造任何種類的生物機(jī)器人，由細(xì)胞驅(qū)動(dòng)的生物刺激都是一項(xiàng)基本要求?！必?fù)責(zé)這項(xiàng)研究的伊利諾斯大學(xué)研究人員拉什德·巴什爾說(shuō)，他們用3D打印技術(shù)造出一種柔韌的水凝膠和活細(xì)胞組成的生物機(jī)器人。

　　新設(shè)計(jì)的生物機(jī)器人受自然的肌腱骨骼啟發(fā)。用3D打印水凝膠制成的主骨，既能支持生物結(jié)構(gòu)，又能像關(guān)節(jié)一樣彎曲。再把一條肌肉錨在主骨上，就像肌腱把肌肉附著在骨骼上。生物機(jī)器人的速度由電脈沖頻率來(lái)控制，頻率越高，肌肉收縮越快，生物機(jī)器人也就走得越快。

　　“骨骼肌細(xì)胞很有吸引力，你可以用外部信號(hào)來(lái)調(diào)整它的步調(diào)?！卑褪矤栒f(shuō)，“比如設(shè)計(jì)一種設(shè)備，讓它能在感覺(jué)到某種化學(xué)物質(zhì)或接到某個(gè)信號(hào)時(shí)開始工作，可以使用骨骼肌。我們把它作為設(shè)計(jì)工具之一，工程師在設(shè)計(jì)時(shí)，還有不同的方案?！?/p>

　　這項(xiàng)成果代表了生物機(jī)器開發(fā)與控制方面的重要一步，能夠刺激、訓(xùn)練或培養(yǎng)它們來(lái)工作。這種系統(tǒng)最終可能發(fā)展成一代生物器，用于藥物遞送、手術(shù)機(jī)器人、“智能”移植、移動(dòng)環(huán)境分析器等。

　　“蜂群”機(jī)器人：自行組隊(duì)

　　哈佛大學(xué)的研究團(tuán)隊(duì)使用了1000只組裝簡(jiǎn)易的小型機(jī)器人組隊(duì)。他們?yōu)檫@些小小的機(jī)器人提供了多套算法，這樣它們就能移動(dòng)形成多種形狀。

　　團(tuán)隊(duì)負(fù)責(zé)人、哈佛大學(xué)電子工程師介紹道：“我們打造了一個(gè)機(jī)器人版的蜂群，它專門以大部隊(duì)的形式工作。不過(guò)這套系統(tǒng)也存有一個(gè)缺陷，那就是機(jī)器人的功能性并不強(qiáng)大，并且還有諸如噪音距離傳感及移動(dòng)困難等多個(gè)可變因 素?！彼麄兿Ｍ蛟煲惶卓梢酝瓿蓮?fù)雜全局任務(wù)的機(jī)器人“蜂群”。

　　目前，這套系統(tǒng)面臨的最大問(wèn)題并不是組裝所需花費(fèi)的時(shí)間，而是如何開發(fā)出一套可以精準(zhǔn)控制這群小機(jī)器人的算法。

　　就目前來(lái)看，現(xiàn)在這套系統(tǒng)更多的像是機(jī)器人對(duì)自己的編程控制，而不是執(zhí)行一個(gè)可讓人類受益的任務(wù)。另外，科研人員表示，他們未來(lái)將可能用更小的機(jī)器人打造一個(gè)更大的“蜂群”，進(jìn)而了解控制體積更小機(jī)器人的方法。

　　模塊化機(jī)器人：自動(dòng)“變形”

　　瑞士洛桑聯(lián)邦理工學(xué)院的研究人員正在研究一種根據(jù)需要都可將其簡(jiǎn)單組裝成不同家具的小型模塊化機(jī)器人——它可以是桌子、椅子、長(zhǎng)凳或者任何東西。這比選擇一件功效單一的特定家具可實(shí)用太多了。

　　該研究項(xiàng)目似乎是針對(duì)那些殘疾人士開展的，因?yàn)橛幸慌_(tái)可以自動(dòng)裝配、并且在需要時(shí)刻能夠自動(dòng)翻轉(zhuǎn)的椅子對(duì)他們來(lái)說(shuō)意義重大。但是，這個(gè)創(chuàng)造對(duì)其他人來(lái)說(shuō)，也有很多可開發(fā)的潛力。

　　如果將其進(jìn)一步小型化，模塊化機(jī)器人甚至能夠創(chuàng)建一些特有的設(shè)計(jì)。所以，有一天，你不再需要去瀏覽宜家的零售目錄并且前往它的倉(cāng)庫(kù)尋得你的下一套餐廳桌椅。你只需要簡(jiǎn)單地下載指令，讓機(jī)器人軍團(tuán)在你的指揮下自動(dòng)變形為一臺(tái)新的瑞典圖什比風(fēng)情桌子。

　　透視眼機(jī)器人：救災(zāi)不再睜眼瞎

　　美國(guó)加州大學(xué)最新研制一款具有“透視眼”能力的機(jī)器人，在兩個(gè)機(jī)器人之間釋放無(wú)線信號(hào)，通過(guò)測(cè)量信號(hào)強(qiáng)度的變化，可觀察發(fā)現(xiàn)墻壁內(nèi)部的物體。該技術(shù)可用于尋找困陷在建筑物中的傷員，或者監(jiān)控家中的老年人。

　　該系統(tǒng)是由美國(guó)加州大學(xué)科學(xué)家最新研制的，這兩個(gè)機(jī)器人裝配著輪子，一個(gè)釋放無(wú)線信號(hào)，另一個(gè)探測(cè)接收信號(hào)強(qiáng)度。

　　當(dāng)機(jī)器人環(huán)繞正方形混凝土建筑物時(shí)，彼此離開視線范圍之內(nèi)，它們能夠計(jì)算出建筑物內(nèi)部的事物，甚至可以識(shí)別出人類。其工作原理是當(dāng)途經(jīng)墻壁和其他物體時(shí)，測(cè)量信號(hào)強(qiáng)度的衰減程度。

　　通過(guò)測(cè)量無(wú)線信號(hào)的衰減情況，機(jī)器人可以繪制一張視覺(jué)地圖，呈現(xiàn)觀測(cè)大約100秒的透視景象。研究人員指出，這項(xiàng)研究結(jié)果非常令人滿意，誤差不超過(guò)5厘米。

　　研究小組表示，我們的目標(biāo)僅是使用無(wú)線信號(hào)透視厚墻壁觀察完全未知區(qū)域。這項(xiàng)技術(shù)可由任何無(wú)線激活裝置實(shí)現(xiàn)，目前我們賦予機(jī)器人“透視眼”功能。

　　雖然一些現(xiàn)代無(wú)人操控機(jī)器人使用激光掃描器觀察前方的物體，但卻不能透視鄰近的物體或者墻壁。研究人員指出，這項(xiàng)最新技術(shù)將是機(jī)器人運(yùn)動(dòng)設(shè)計(jì)的革命性創(chuàng)新，賦予無(wú)人操控機(jī)器人一些新的功能。

　　造房子機(jī)器人：或成為未來(lái)主流

　　一個(gè)被稱為Minibuilders的全新3D打印建筑機(jī)器人套件，可以像建筑工人那樣3D打印出一間房屋，其快速、低價(jià)、安全讓建筑機(jī)器人將有可能成為下一代強(qiáng)大的建筑必備工具。

　　其運(yùn)作方式基本上和同類型的無(wú)人建筑機(jī)器人一樣，逐層澆筑流體建筑材料。但是它最大的不同，就是可以打印的建筑體積更大，而且設(shè)計(jì)方法也與眾不同。

　　這套系統(tǒng)的核心是一個(gè)龐大的主部件，有兩個(gè)裝有液化合成大理石的大型圓筒，大理石經(jīng)獨(dú)特的配方制成。氣胎注射筒會(huì)通過(guò)長(zhǎng)長(zhǎng)的管子推動(dòng)材料，那些管子將被安置在一個(gè)建筑工地上，與三個(gè)敏捷的專業(yè)附屬機(jī)器人協(xié)同工作。有些研究人員會(huì)覺(jué)得自己就像是一個(gè)建筑師，把自己的建筑構(gòu)想通過(guò)一個(gè)巨大的獨(dú)立機(jī)器變成現(xiàn) 實(shí)，而Minibuilders的團(tuán)隊(duì)扮演角色就像是一個(gè)“包工頭”，在建設(shè)過(guò)程中“招募”各相關(guān)領(lǐng)域里的建筑專業(yè)資源。

　　和構(gòu)建傳統(tǒng)建筑物一樣，建筑流程需要從一個(gè)堅(jiān)實(shí)的地基開始?！暗鼗鶛C(jī)器人”是一臺(tái)裝配了傳感器的設(shè)備，可以沿著地上標(biāo)記的線進(jìn)行工作。建筑師可以在建筑臺(tái)上面先勾勒出建筑的輪廓，然后地基機(jī)器人就開始進(jìn)行連續(xù)螺旋式循環(huán)，澆筑好前20層建筑材料?；旧?，我們可以把這個(gè)地基機(jī)器人看作是一個(gè)從底層開始堆積建筑材料的“建筑師”。

　　一旦地基鋪好，建筑工人可以把一個(gè)“抓握機(jī)器人”緊夾在地基上面，它和地基緊密的黏合在一起，瞬間就能變成從世界上最先進(jìn)的 “小鏟刀”。

　　抓握機(jī)器人的噴嘴可以水平移動(dòng)，使用更多材料在地基基礎(chǔ)上來(lái)創(chuàng)造建筑，它還可以在建筑物上面增加動(dòng)態(tài)紋理。在澆筑一層全新材料的時(shí)候，為了加速材料的干燥固化速度，抓握機(jī)器人還配置了一對(duì)加熱器，這對(duì)加熱器可以吹出熱風(fēng)，熱固大理石混合。由于材料堅(jiān)硬，支持在水平方向進(jìn)行擴(kuò)展，因而機(jī)器人可以打印屋頂或其他懸臂結(jié)構(gòu)。

　　可以肯定的是，Minibuilders將在未來(lái)建筑機(jī)器人領(lǐng)域里扮演一個(gè)非常重要的角色。

　　有感情的機(jī)器人：讀懂表情

　　許多機(jī)器人的存在只是為了完成某些工作或特定的任務(wù)，有“情感”的機(jī)器人相信大家都只在電影中才會(huì)見到。來(lái)自東南大學(xué)機(jī)器人傳感控制實(shí)驗(yàn)室的吳涓教授透露說(shuō)，該實(shí)驗(yàn)室的研究團(tuán)隊(duì)已完成了情感交互機(jī)器人的初步設(shè)計(jì)。

　　一般來(lái)說(shuō)，當(dāng)人和機(jī)器人接觸的時(shí)候，由于機(jī)器缺乏可辨認(rèn)的性格，因此和人沒(méi)有情感的互動(dòng)。吳涓表示，其實(shí)只要把人的表情、動(dòng)作的特定的信號(hào)提取出來(lái)，再交給機(jī)器人，那么它就會(huì)識(shí)別人的表情，辨別別人對(duì)它的動(dòng)作到底是粗暴還是友好，從而做出相應(yīng)的反應(yīng)，可以與人的情感形成互動(dòng)。

　　經(jīng)初步設(shè)計(jì)，這個(gè)機(jī)器人通過(guò)提取人的嘴部、眼睛的幾十個(gè)甚至數(shù)百個(gè)關(guān)鍵點(diǎn)的數(shù)據(jù)信 號(hào)，從而能夠非常準(zhǔn)確地讀懂人的高興、憤怒、憂傷等種種表情，并將它們模擬出來(lái)。通過(guò)感覺(jué)、觸覺(jué)的設(shè)計(jì)，該機(jī)器人也能夠分辨對(duì)它進(jìn)行的是撫摸還是按壓、打擊等動(dòng)作，如果對(duì)它撫摸，它會(huì)開心地笑，如果對(duì)它打壓，它則會(huì)表現(xiàn)出很憂傷，是個(gè)有感情的機(jī)器人。

　　吳涓分析說(shuō)，由于目前對(duì)于人的情感的科學(xué)基礎(chǔ)研究還不夠，因此目前研究出來(lái)的情感交互機(jī)器人其實(shí)和真人的情感交互還有很大的距離，它只是能夠識(shí)別一些簡(jiǎn)單的表情，對(duì)于動(dòng)作的識(shí)別也局限于一些固定的動(dòng)作，但是未來(lái)隨著人機(jī)交互技術(shù)的進(jìn)一步發(fā)展，我們和機(jī)器人的“情感”交流將會(huì)越來(lái)越順暢。

　?。ū緢?bào)綜合報(bào)道）