最近,來自耶魯大學(xué)的研究人員就開發(fā)了一項新型“機器皮膚”技術(shù),日常的用品一旦穿上這件“機器人皮膚”,瞬間就能變?yōu)闄C器人。看看這小馬哥一改普通機器人僵硬、笨重的印象:
這款機器皮膚由耶魯大學(xué)的機械工程與材料科學(xué)助理教授瑞貝卡·卡萊莫-波提基洛(Rebecca Kramer-Bottiglio)的實驗室開發(fā)。教授說:“通過使用這一技術(shù),用戶能夠設(shè)計出自己的機器人系統(tǒng),同時這項技術(shù)將來可以應(yīng)用于搜救機器人到可穿戴技術(shù)的各個領(lǐng)域。”這項工作成果近期發(fā)表在了《科學(xué)·機器人》(Science Robotics)雜志上。
機器皮膚由彈性板制成,在彈性板上嵌入了由實驗室開發(fā)的傳感器和執(zhí)行器。
該項技術(shù)主要是通過將機器皮膚固定在可變形物體表面上,比如毛絨動物玩具或泡沫軸,借由機器皮膚的結(jié)構(gòu)使得物體運動起來。同時,根據(jù)所固定的柔軟物體的屬性和應(yīng)用機器皮膚方式的不同,這種臨時組成的機器人就還可以執(zhí)行不同的任務(wù)。
“我們可以用這些機器皮膚包裹住某個物體,執(zhí)行某種任務(wù)——例如讓這個物體移動一段距離,然后把機器皮膚拿下來,再放在另一個物體上,執(zhí)行另一個任務(wù),比如抓取和移動別的物體,”教授提到。
“傳統(tǒng)意義上的機器人通常只具有設(shè)計者設(shè)定的某些功能。然而,機器皮膚則允許用戶根據(jù)自己的需要快速創(chuàng)造出具有多種功能的機器人。”卡萊莫-波提基洛說,“這意味著它們可以被應(yīng)用于設(shè)計者都沒想到的情形。”
此外,通過使用多個機器皮膚的組合使用,物體還能實現(xiàn)更為復(fù)雜的運動。他說,“將皮膚分層,然后就可以用每層皮膚的組合實現(xiàn)不同類型的運動?,F(xiàn)在我們可以實現(xiàn)聯(lián)合運動——例如,在壓縮某個物體的同時彎曲它。”
為了演示機器皮膚能的功能實現(xiàn),研究人員制作了一些機器人原型:一款像蠕蟲一樣蠕動的泡沫軸,一款用于糾正不良姿勢的襯衫式可穿戴設(shè)備,以及一款可以抓住并移動物體的夾持器。
他透露,“這個項目的靈感來源于幾年前,當(dāng)時NASA正呼吁人們開發(fā)軟機器人系統(tǒng)。這項技術(shù)就是與NASA合作設(shè)計的,其多功能和可復(fù)用的特性將令宇航員能夠使用相同的可復(fù)用材料完成一系列不同的任務(wù)。比如,一塊包裹在泡沫塑料上用來制作機械手臂的皮膚,可以摘下來再用來制作能在粗糙表面上翻滾的“火星漫游者”機器人。”
這位耶魯大學(xué)的科學(xué)家還說,“有了機器皮膚,從氣球到皺巴巴的紙團,任何東西都有潛力被制成有用途的機器人。“
“在設(shè)計機器皮膚時,我非??粗囟喙δ苄裕貏e是對于深空探索來說,環(huán)境是不可預(yù)知的,”她說。“如何為未知的情況做好準(zhǔn)備是非常重要的問題。”
為了支持她繼續(xù)開展此類研究,卡萊莫-波提基洛最近獲得了由美國國家科學(xué)基金會提供的高達(dá)200萬美元的資助,這項技術(shù)將作為該基金會“研究和創(chuàng)新的新前沿”項目的一部分。
實驗室的下一步計劃將致力于簡化設(shè)備,并嘗試借助使用3D打印組件制作機器人皮膚。