從很久之前,大自然就是專門用來激發(fā)人類的靈感來打造機(jī)器人。1739年,法國藝術(shù)家Jacques de Vaucanson帶來了DigesTIng Duck,這是一種超現(xiàn)實(shí)的機(jī)器人,沒錯(cuò),這是模擬鴨子從吃到拉的一種機(jī)器人。
20世紀(jì)中期,英國神經(jīng)科學(xué)家William Grey Walter發(fā)明了海龜和烏龜機(jī)器人,并且以緩慢的動(dòng)作和貝殼類形狀而著稱。
在現(xiàn)代機(jī)器人技術(shù)中,生物學(xué)通常也被視為解決問題的一種方法。能夠幫助現(xiàn)代機(jī)器人更自然的移動(dòng)、更好的與世界互動(dòng)。從飛行的蝙蝠、水里的魚、犬類、烏賊和章魚這樣的軟體動(dòng)物,大自然給予的靈感,在機(jī)器人的研發(fā)中被得到了廣泛的運(yùn)用,甚至各種軟體機(jī)器人也頻頻出現(xiàn)。
現(xiàn)在,讓我們一起來看看七個(gè)最具創(chuàng)意、并且靈感來自于大自然的機(jī)器人。
Octobot軟體機(jī)器人

看看這七款靈感來自大自然的機(jī)器人 每款都將生態(tài)與機(jī)器結(jié)合如果你看到上面圖片中的半透明章魚,那么別以為它是什么玩具或模型,它是由哈佛大學(xué)研制出的一種全新軟體機(jī)器人,并且可以完全自主運(yùn)動(dòng)。
這位機(jī)器人名叫Octobot,所有的部分都是通過3D打印技術(shù)完成,這種“黏糊糊”的機(jī)器人來自于哈佛大學(xué)的研究小組,并且讓人印象深刻的是可以根據(jù)自主動(dòng)力不斷前進(jìn)。
Otcobot 實(shí)際上是一個(gè)氣動(dòng)的機(jī)器人。為了讓它可以移動(dòng),研究人員把過氧化氫液體泵入到機(jī)器人身體里的兩個(gè)容儲(chǔ)器中。壓力推動(dòng)液體穿過機(jī)器人體內(nèi)的管子,最終遇到一條鉑線。鉑線催化反應(yīng),產(chǎn)生了氣體。而氣體膨脹,移動(dòng)到一個(gè)叫做“微流體控制器”的小芯片里。它先把氣體引入到機(jī)器人一半的觸手里,然后再引入到另一半觸手里,交替反復(fù)。
通過這樣交替釋放氣體,章魚機(jī)器人看起來就像是在跳舞,不斷地?cái)[動(dòng)觸手,開始移動(dòng)。一毫升燃料可以讓它移動(dòng)約八分鐘。
Pleurobo娃娃魚機(jī)器人

看看這七款靈感來自大自然的機(jī)器人 每款都將生態(tài)與機(jī)器結(jié)合洛桑瑞士聯(lián)邦理工學(xué)院(EPFL)最近研制出一款新型機(jī)器人,它可以模仿娃娃魚的動(dòng)作,并且可以在水中和陸地上活動(dòng),洛桑聯(lián)邦理工學(xué)院給它取了個(gè)名字叫做Pleurobot娃娃魚機(jī)器人。
科學(xué)家們通過研究兩棲動(dòng)物爬行和游泳的X光透視視頻來進(jìn)行機(jī)器人的設(shè)計(jì),據(jù)研究人員稱,洛桑聯(lián)邦理工學(xué)院以前也曾經(jīng)制造出過這種娃娃魚機(jī)器人,但如今這臺(tái)是迄今為止最為仿真的,這也是該學(xué)院首個(gè)基于動(dòng)物骨骼的三維運(yùn)動(dòng)建立的機(jī)器人。
這臺(tái)娃娃魚機(jī)器人的骨骼由3D打印而成,此外還裝有電動(dòng)關(guān)節(jié)和人造中樞系統(tǒng)的電子電路。它的脊椎骨比真正的娃娃魚要少一些,但是科學(xué)家們對(duì)骨骼的設(shè)計(jì)進(jìn)行了優(yōu)化,使機(jī)器人的動(dòng)作看起來更真實(shí)、更自然。項(xiàng)目負(fù)責(zé)人Auke Ijspeert稱,娃娃魚機(jī)器人可以幫助他們進(jìn)一步了解脊椎動(dòng)物的運(yùn)動(dòng)方式。
研究表明,使用弱電流對(duì)娃娃魚的脊髓進(jìn)行電擊,能發(fā)現(xiàn)與其爬行方式的關(guān)聯(lián),而使用強(qiáng)電流電擊則與它的游泳方式有關(guān)聯(lián)。在未來,可以通過這些實(shí)驗(yàn)制造出神經(jīng)假肢系統(tǒng),以幫助那些截肢患者和高位截癱患者恢復(fù)功能。
蜻蜓無人機(jī)機(jī)器人

看看這七款靈感來自大自然的機(jī)器人 每款都將生態(tài)與機(jī)器結(jié)合英國仿生工程創(chuàng)業(yè)公司Animal Dynamics開發(fā)出了一款帶有機(jī)翼、模仿蜻蜓撲翼飛行的微型無人機(jī)。目前這款無人機(jī)從可行性研究進(jìn)入嘗試生產(chǎn)原型機(jī)的第二階段。Animal Dynamics稱它有信心今年夏季生產(chǎn)出能用于演示的Skeeter無人機(jī)原型,并計(jì)劃明年底達(dá)到實(shí)用水平。
常見的旋翼無人機(jī)在有風(fēng)的天氣中,旋翼無人機(jī)不能穩(wěn)定地飛行,甚至相當(dāng)危險(xiǎn)。在空中飛行,旋翼無人機(jī)需要強(qiáng)大的動(dòng)力。而這種模擬蜻蜓的撲翼式飛行方式可以在更惡劣的環(huán)境中飛行。
另外,未來這種無人機(jī)可以用于農(nóng)業(yè)領(lǐng)域,利用無人機(jī)給需要的農(nóng)作物精準(zhǔn)地噴灑營養(yǎng)素或農(nóng)藥,而非給整個(gè)溫室內(nèi)的作物用藥。
Cassie雙足機(jī)器人

看看這七款靈感來自大自然的機(jī)器人 每款都將生態(tài)與機(jī)器結(jié)合這個(gè)機(jī)器人看起來非常奇怪,因?yàn)樗挥袃蓷l腿,沒有上半身。它來自于智能機(jī)器人公司 Agility RoboTIcs,名字叫做Cassie。Cassie 是一臺(tái)非常靈活的雙足機(jī)器人,它比我們過去看到那些拖著沉重步伐、小心翼翼前行的雙足機(jī)器人,看起來更像靈活的人類在行走。這使 Cassie 更能處理那些人類走起來毫不費(fèi)力的復(fù)雜多樣地形。
Cassie看起來更像一只鴕鳥而不是一個(gè)人,公司研究動(dòng)物行為和動(dòng)作姿態(tài)來尋求設(shè)計(jì)靈感,研究人員首先想到的是在地上奔跑的鳥類。通過Agility RoboTIcs公司聰明的設(shè)計(jì),Cassie的動(dòng)作更加敏捷、高效和快速。
SpotMini機(jī)器狗

看看這七款靈感來自大自然的機(jī)器人 每款都將生態(tài)與機(jī)器結(jié)合來自Boston Dynamics最新的四足機(jī)器人SpotMini看起來就像是一只可愛的狗狗,它的重量約有25公斤(Alpha Dog約108公斤),站立高度大約61厘米,完全能通過電動(dòng)驅(qū)動(dòng),單次充電可運(yùn)行90分鐘。
SpotMini配備了一套導(dǎo)航、指導(dǎo)和知覺傳感器,可實(shí)現(xiàn)某種程度的自我運(yùn)行,但高等級(jí)功能依然需要人類控制。它有能力處理一些簡單的家務(wù)。最酷的就是那個(gè)機(jī)械臂,可以用來將盤子放到洗碗機(jī)里,或者把垃圾扔進(jìn)垃圾桶,或是在跌到的時(shí)候幫助自己站起來。
機(jī)器人皮膚(金色甲殼蟲)

看看這七款靈感來自大自然的機(jī)器人 每款都將生態(tài)與機(jī)器結(jié)合并不是所有機(jī)器人都要從外形或姿態(tài)上模仿大自然,比如來自MIT的研究人員就從甲殼蟲獲得了靈感,制造了這個(gè)帶有傳感器的機(jī)器人皮膚。金色甲殼蟲在被觸碰時(shí)顏色會(huì)發(fā)生改變,這些研究人員受到甲殼蟲這一特點(diǎn)的啟發(fā),研發(fā)出這種機(jī)器人皮膚。
研究人員使用3D打印技術(shù),用了一種叫做MulTIFab的定制3D打印機(jī)來制作這個(gè)T形的小玩意,它上面有一個(gè)小的圓形物體,當(dāng)T型的橫桿伸展時(shí),它的顏色就會(huì)發(fā)生變化。
Festo蝴蝶機(jī)器人

看看這七款靈感來自大自然的機(jī)器人 每款都將生態(tài)與機(jī)器結(jié)合德國的自動(dòng)化公司Festo一直在機(jī)器人設(shè)計(jì)領(lǐng)域有很多不錯(cuò)的想法。而這款蝴蝶機(jī)器人會(huì)在一定空間范圍內(nèi)按預(yù)先編好的路線飛行,該空間內(nèi)裝了多個(gè)紅外攝像頭,可以用作蝴蝶機(jī)器人們的GPS系統(tǒng)。
它們身上裝配了許多紅外傳感器,避免飛行過程中互相碰撞。當(dāng)然,還裝配了馬達(dá)及其他配件,可以讓它們像真正的蝴蝶一般揮舞自己的翅膀自由飛翔。據(jù)悉,這些蝴蝶機(jī)器人的翼展有50.8cm,每秒可飛行2.5米,每次充電后可持續(xù)飛行3到4分鐘。
當(dāng)然,從外觀上,它們也真的很漂亮。