說(shuō)起機(jī)器人,你會(huì)想到什么——是《終結(jié)者》中各類威猛的戰(zhàn)斗機(jī)械,還是《變形金剛》里可以隨時(shí)變換為汽車飛機(jī)等各類裝備的可變形機(jī)械?殊不知在人類探索機(jī)器人的道路上,出現(xiàn)了一種新的以柔性材料為基礎(chǔ)的軟體機(jī)器人。

透明狀的Octobot軟體機(jī)器人
名為Octobot的軟體機(jī)器人是由美國(guó)哈佛大學(xué)研發(fā),第一款全部由柔性零件組成的全自動(dòng)、自帶燃料、自力更生的軟體機(jī)器人,因?yàn)槠渫庑慰崴普卖~,也被親切的叫做“章魚機(jī)器人”。Octobot運(yùn)用時(shí)下最熱門的3d打印技術(shù)制作而成,高度的打印水平保證了其部件的完美,并且全使用柔性材料制造,各個(gè)部件都沒有使用硬性材質(zhì)。就公布的幾個(gè)型號(hào)來(lái)看,它體積小的驚人——僅有手掌大小,并且自備電源,也就是說(shuō)它無(wú)需通電就能自動(dòng)啟動(dòng)。
這是因?yàn)?,與一般機(jī)器人相比,Octobot軟體機(jī)器人內(nèi)部并沒有使用電子電路,因此無(wú)需供電即可工作。這無(wú)形中解決了困擾人類各類工程的電池難題。要知道,不論是尋常百姓家的電動(dòng)汽車,還是航空母艦上的燃料電池,電能是否可以持續(xù)供應(yīng)已經(jīng)是困擾世界科技界的難題。Octobot軟體機(jī)器人則繞過(guò)了這個(gè)“關(guān)口”,它是通過(guò)內(nèi)部化學(xué)反應(yīng)產(chǎn)生大量氣體聚集壓縮,利用氣體的壓強(qiáng)變化實(shí)現(xiàn)機(jī)械運(yùn)動(dòng)??梢哉f(shuō),不依賴電池的設(shè)計(jì),就讓它在出世之時(shí)就領(lǐng)先了當(dāng)代機(jī)器人一大步。
有了解過(guò)工程機(jī)械常識(shí)的朋友們都知道,任何機(jī)械,傳動(dòng)是根本。換句話說(shuō),如何讓機(jī)器人“動(dòng)起來(lái)”并“動(dòng)”的精準(zhǔn),是一大難題。Octobot軟體機(jī)器人的控制系統(tǒng)是一款柔性微流體芯片,內(nèi)部的閥門和開關(guān)由壓力激活,整個(gè)機(jī)器人并不需要用傳統(tǒng)的馬達(dá)等動(dòng)力裝置驅(qū)動(dòng)。閥門引導(dǎo)液態(tài)燃料流過(guò)其“軀干”,從而實(shí)現(xiàn)“爪子”動(dòng)作的控制。因?yàn)檐涹w機(jī)器人的結(jié)構(gòu)和材料是硅膠,是一種非線性的材質(zhì),且擁有高自由度,這導(dǎo)致了機(jī)器人的動(dòng)作任務(wù)比剛性機(jī)器人更加復(fù)雜,對(duì)算法和控制系統(tǒng)的要求非常高。

Octobot軟體機(jī)器人與一張SD數(shù)據(jù)存儲(chǔ)卡的大小對(duì)比
相對(duì)于普通的“剛性”機(jī)器人,軟體機(jī)器人自誕生之日起就具備了鮮明的特點(diǎn),相比之下,它可以更好地適應(yīng)各種環(huán)境,受到外界沖擊后也不會(huì)產(chǎn)生大的傷害,比如遭受到撞擊、外力影響下的形變,均不會(huì)對(duì)其構(gòu)成生存威脅。同時(shí),它在空間狹小、非結(jié)構(gòu)化環(huán)境下都可以完成復(fù)雜的任務(wù)——這樣的特殊性使其可以很好地應(yīng)用在軍事救援、微創(chuàng)醫(yī)學(xué)、深海探測(cè)等人類設(shè)備很難觸及的領(lǐng)域。

柔性機(jī)器人的面世,為人類探索機(jī)器人科技實(shí)現(xiàn)了更多可能
在世界范圍內(nèi)的機(jī)器人均是“剛性”的大環(huán)境下,Octobot軟體機(jī)器人的出現(xiàn)為科技領(lǐng)域提供了新的思路。不僅其具有想象力的傳動(dòng)系統(tǒng),更是因?yàn)槠洳灰蕾囯姵?、廉價(jià)的機(jī)身材質(zhì),讓其具備了與液壓機(jī)器人一較高低的能力。在未來(lái),研發(fā)團(tuán)隊(duì)將進(jìn)一步提高微流體電路的復(fù)雜程度,使其更耐用,并在此基礎(chǔ)上,改進(jìn)“爪子”設(shè)計(jì)的方法,讓其能更好地、更精準(zhǔn)地運(yùn)動(dòng)。相信在不遠(yuǎn)的將來(lái),會(huì)有更多更好的軟體機(jī)器人面世,帶領(lǐng)人類不斷探索機(jī)器人這個(gè)科技領(lǐng)域。