英國一家醫(yī)院引入一批機器人，把食物由廚房運至病人手上
據(jù)英國媒體9月2日報道，該國布里斯托爾一家剛剛建成的醫(yī)院，最近引入一批名為“自動導航運載儀”(AGV)的機器人，主要負責把廚房為病人準備的食物，由廚房運至病人手上。這些機器人能自行進行準備工作，如運送冷凍的食物至廚房加熱，打開大門及操作升降機也無需人類協(xié)助。
人們生活對智能化要求的提高促進了機器人的發(fā)展，機器人技術的發(fā)展可以說是一日千里，取得了很多重大的成就，下面筆者就列舉一些，讓大家感受下當前機器人的神奇魅力。
生物機器人：肌肉動力行走
新一代微型生物機器人能收縮肌肉。美國伊利諾斯大學厄本那香檳分校工程師展示了一類行走“生物機器人”，由肌肉細胞推動、電脈沖控制，研究人員能對其發(fā)號施令。相關論文在線發(fā)表于最近的美國《國家科學院學報》上。
“不管你想制造任何種類的生物機器人，由細胞驅(qū)動的生物刺激都是一項基本要求。”負責這項研究的伊利諾斯大學研究人員拉什德·巴什爾說，他們用3D打印技術造出一種柔韌的水凝膠和活細胞組成的生物機器人。
新設計的生物機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，既能支持生物結構，又能像關節(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。生物機器人的速度由電脈沖頻率來控制，頻率越高，肌肉收縮越快，生物機器人也就走得越快。
“骨骼肌細胞很有吸引力，你可以用外部信號來調(diào)整它的步調(diào)。”巴什爾說，“比如設計一種設備，讓它能在感覺到某種化學物質(zhì)或接到某個信號時開始工作，可以使用骨骼肌。我們把它作為設計工具之一，工程師在設計時，還有不同的方案。”
這項成果代表了生物機器開發(fā)與控制方面的重要一步，能夠刺激、訓練或培養(yǎng)它們來工作。這種系統(tǒng)最終可能發(fā)展成一代生物器，用于藥物遞送、手術機器人、“智能”移植、移動環(huán)境分析器等。
“蜂群”機器人：自行組隊
哈佛大學的研究團隊使用了1000只組裝簡易的小型機器人組隊。他們?yōu)檫@些小小的機器人提供了多套算法，這樣它們就能移動形成多種形狀。
團隊負責人、哈佛大學電子工程師介紹道：“我們打造了一個機器人版的蜂群，它專門以大部隊的形式工作。不過這套系統(tǒng)也存有一個缺陷，那就是機器人的功能性并不強大，并且還有諸如噪音距離傳感及移動困難等多個可變因 素。”他們希望打造一套可以完成復雜全局任務的機器人“蜂群”。
目前，這套系統(tǒng)面臨的最大問題并不是組裝所需花費的時間，而是如何開發(fā)出一套可以精準控制這群小機器人的算法。
就目前來看，現(xiàn)在這套系統(tǒng)更多的像是機器人對自己的編程控制，而不是執(zhí)行一個可讓人類受益的任務。另外，科研人員表示，他們未來將可能用更小的機器人打造一個更大的“蜂群”，進而了解控制體積更小機器人的方法。
模塊化機器人：自動“變形”
瑞士洛桑聯(lián)邦理工學院的研究人員正在研究一種根據(jù)需要都可將其簡單組裝成不同家具的小型模塊化機器人—它可以是桌子、椅子、長凳或者任何東西。這比選擇一件功效單一的特定家具可實用太多了。
該研究項目似乎是針對那些殘疾人士開展的，因為有一臺可以自動裝配、并且在需要時刻能夠自動翻轉(zhuǎn)的椅子對他們來說意義重大。但是，這個創(chuàng)造對其他人來說，也有很多可開發(fā)的潛力。
如果將其進一步小型化，模塊化機器人甚至能夠創(chuàng)建一些特有的設計。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庫尋得你的下一套餐廳桌椅。你只需要簡單地下載指令，讓機器人軍團在你的指揮下自動變形為一臺新的瑞典圖什比風情桌子。
透視眼機器人：救災不再睜眼瞎
美國加州大學最新研制一款具有“透視眼”能力的機器人，在兩個機器人之間釋放無線信號，通過測量信號強度的變化，可觀察發(fā)現(xiàn)墻壁內(nèi)部的物體。該技術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)是由美國加州大學科學家最新研制的，這兩個機器人裝配著輪子，一個釋放無線信號，另一個探測接收信號強度。
當機器人環(huán)繞正方形混凝土建筑物時，彼此離開視線范圍之內(nèi)，它們能夠計算出建筑物內(nèi)部的事物，甚至可以識別出人類。其工作原理是當途經(jīng)墻壁和其他物體時，測量信號強度的衰減程度。
通過測量無線信號的衰減情況，機器人可以繪制一張視覺地圖，呈現(xiàn)觀測大約100秒的透視景象。研究人員指出，這項研究結果非常令人滿意，誤差不超過5厘米。
研究小組表示，我們的目標僅是使用無線信號透視厚墻壁觀察完全未知區(qū)域。這項技術可由任何無線激活裝置實現(xiàn)，目前我們賦予機器人“透視眼”功能。
雖然一些現(xiàn)代無人操控機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，這項最新技術將是機器人運動設計的革命性創(chuàng)新，賦予無人操控機器人一些新的功能。
造房子機器人：或成為未來主流
一個被稱為Minibuilders的全新3D打印建筑機器人套件，可以像建筑工人那樣3D打印出一間房屋，其快速、低價、安全讓建筑機器人將有可能成為下一代強大的建筑必備工具。
其運作方式基本上和同類型的無人建筑機器人一樣，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，而且設計方法也與眾不同。
這套系統(tǒng)的核心是一個龐大的主部件，有兩個裝有液化合成大理石的大型圓筒，大理石經(jīng)獨特的配方制成。氣胎注射筒會通過長長的管子推動材料，那些管子將被安置在一個建筑工地上，與三個敏捷的專業(yè)附屬機器人協(xié)同工作。有些研究人員會覺得自己就像是一個建筑師，把自己的建筑構想通過一個巨大的獨立機器變成現(xiàn) 實，而Minibuilders的團隊扮演角色就像是一個“包工頭”，在建設過程中“招募”各相關領域里的建筑專業(yè)資源。
和構建傳統(tǒng)建筑物一樣，建筑流程需要從一個堅實的地基開始。“地基機器人”是一臺裝配了傳感器的設備，可以沿著地上標記的線進行工作。建筑師可以在建筑臺上面先勾勒出建筑的輪廓，然后地基機器人就開始進行連續(xù)螺旋式循環(huán)，澆筑好前20層建筑材料。基本上，我們可以把這個地基機器人看作是一個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“抓握機器人”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的 “小鏟刀”。
抓握機器人的噴嘴可以水平移動，使用更多材料在地基基礎上來創(chuàng)造建筑，它還可以在建筑物上面增加動態(tài)紋理。在澆筑一層全新材料的時候，為了加速材料的干燥固化速度，抓握機器人還配置了一對加熱器，這對加熱器可以吹出熱風，熱固大理石混合。由于材料堅硬，支持在水平方向進行擴展，因而機器人可以打印屋頂或其他懸臂結構。
可以肯定的是，Minibuilders將在未來建筑機器人領域里扮演一個非常重要的角色。
有感情的機器人：讀懂表情
許多機器人的存在只是為了完成某些工作或特定的任務，有“情感”的機器人相信大家都只在電影中才會見到。來自東南大學機器人傳感控制實驗室的吳涓教授透露說，該實驗室的研究團隊已完成了情感交互機器人的初步設計。
一般來說，當人和機器人接觸的時候，由于機器缺乏可辨認的性格，因此和人沒有情感的互動。吳涓表示，其實只要把人的表情、動作的特定的信號提取出來，再交給機器人，那么它就會識別人的表情，辨別別人對它的動作到底是粗暴還是友好，從而做出相應的反應，可以與人的情感形成互動。
經(jīng)初步設計，這個機器人通過提取人的嘴部、眼睛的幾十個甚至數(shù)百個關鍵點的數(shù)據(jù)信 號，從而能夠非常準確地讀懂人的高興、憤怒、憂傷等種種表情，并將它們模擬出來。通過感覺、觸覺的設計，該機器人也能夠分辨對它進行的是撫摸還是按壓、打擊等動作，如果對它撫摸，它會開心地笑，如果對它打壓，它則會表現(xiàn)出很憂傷，是個有感情的機器人。
吳涓分析說，由于目前對于人的情感的科學基礎研究還不夠，因此目前研究出來的情感交互機器人其實和真人的情感交互還有很大的距離，它只是能夠識別一些簡單的表情，對于動作的識別也局限于一些固定的動作，但是未來隨著人機交互技術的進一步發(fā)展，我們和機器人的“情感”交流將會越來越順暢。
