說(shuō)起機(jī)器人，你的印象可能是這樣的：它們僵硬、笨重，通常為了某種特定的目的而建造。新的“機(jī)器皮膚”技術(shù)顛覆了這一概念，它允許用戶將無(wú)生命的物體變成機(jī)器人。

來(lái)源 | 耶魯大學(xué)

翻譯 | 施懌

機(jī)器皮膚由耶魯大學(xué)的機(jī)械工程與材料科學(xué)助理教授Rebecca Kramer-Bottiglio的實(shí)驗(yàn)室開(kāi)發(fā)，使用這一技術(shù)，用戶能夠設(shè)計(jì)自己的機(jī)器人系統(tǒng)。kramer-Bottiglio說(shuō)，雖然他們最開(kāi)始設(shè)計(jì)這些皮膚時(shí)并沒(méi)有定義明確的任務(wù)，但它們可以應(yīng)用于從搜救機(jī)器人到可穿戴技術(shù)的各個(gè)領(lǐng)域。這項(xiàng)工作成果近期發(fā)表在《科學(xué)·機(jī)器人》（Science Robotics）雜志上。

這種皮膚由彈性板制成，板上嵌入了Kramer-Bottiglio實(shí)驗(yàn)室開(kāi)發(fā)的傳感器和執(zhí)行器。它可以被固定在可變形物體的表面上，比如毛絨動(dòng)物玩具或泡沫軸，讓它們動(dòng)起來(lái)。根據(jù)所固定的柔軟物體的屬性和應(yīng)用機(jī)器皮膚的方式，這種臨時(shí)組成的機(jī)器人就可以執(zhí)行不同的任務(wù)。

“我們可以用這些皮膚包裹住某個(gè)物體，執(zhí)行某種任務(wù)——例如讓這個(gè)物體移動(dòng)一段距離，然后把它們拿下來(lái)，再放在另一個(gè)物體上，執(zhí)行另一個(gè)任務(wù)，比如抓取和移動(dòng)別的物體，”她說(shuō)。“然后，我們可以把這些皮膚從物體上取下來(lái)，把它們固定在一件襯衫上，就能制成一種會(huì)動(dòng)的可穿戴設(shè)備。”

傳統(tǒng)意義上的機(jī)器人通常只具有設(shè)計(jì)者設(shè)定的某些功能。然而，機(jī)器皮膚允許用戶根據(jù)自己的需要快速創(chuàng)造出具有多種功能的機(jī)器人。Kramer-Bottiglio說(shuō)，這意味著它們可以被應(yīng)用于設(shè)計(jì)者都沒(méi)想到的情形。

此外，一次使用多個(gè)機(jī)器皮膚就能完成更復(fù)雜的運(yùn)動(dòng)。例如，Kramer-Bottiglio說(shuō)，將皮膚分層，然后就可以用每層皮膚實(shí)現(xiàn)不同類(lèi)型的運(yùn)動(dòng)。“現(xiàn)在我們可以實(shí)現(xiàn)聯(lián)合運(yùn)動(dòng)——例如，在壓縮某個(gè)物體的同時(shí)彎曲它。”

為了演示機(jī)器皮膚能實(shí)現(xiàn)的功能，研究人員制作了一些原型：一款可以像蠕蟲(chóng)一樣移動(dòng)的泡沫軸，一款用于糾正不良姿勢(shì)的襯衫式可穿戴設(shè)備，以及一款可以抓住并移動(dòng)物體的夾持器。

Kramer-Bottiglio說(shuō)，她的靈感來(lái)源于幾年前，當(dāng)時(shí)NASA正呼吁人們開(kāi)發(fā)軟機(jī)器人系統(tǒng)。這項(xiàng)技術(shù)就是與NASA合作設(shè)計(jì)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，同一塊用來(lái)包裹在泡沫塑料上制作機(jī)械手臂的皮膚，可以摘下來(lái)再用來(lái)制作能在粗糙表面上翻滾的“火星漫游者（Mars rover）”。這位耶魯大學(xué)的科學(xué)家說(shuō)，有了機(jī)器皮膚，從氣球到皺巴巴的紙團(tuán)，任何東西都有潛力被制成有用途的機(jī)器人。

“在設(shè)計(jì)機(jī)器皮膚時(shí)，我非?？粗囟喙δ苄裕貏e是對(duì)于深空探索來(lái)說(shuō)，環(huán)境是不可預(yù)知的，”她說(shuō)。“如何為未知的未知做好準(zhǔn)備就成了非常重要的問(wèn)題。”

為支持她繼續(xù)開(kāi)展此類(lèi)研究，Kramer-Bottiglio最近獲得了美國(guó)國(guó)家科學(xué)基金會(huì)（National Science Foundation）高達(dá)200萬(wàn)美元的資助，作為該基金會(huì)“研究和創(chuàng)新的新前沿（Emerging Frontiers in Research and Innovation）”項(xiàng)目的一部分。

她說(shuō)，實(shí)驗(yàn)室的下一步計(jì)劃將致力于簡(jiǎn)化設(shè)備，并探索使用3D打印組件的可能性。

來(lái)源：ScientificAmerican

參考來(lái)源：

https://youtu.be/uuAY5Y_INYQ

Materials provided by Yale University. Note: Content may be edited for style and length.

OmniSkins: Robotic skins that turn inanimate objects into multifunctional robots. Science Robotics, 2018; 3 (22): eaat1853 DOI: 10.1126/scirobotics.aat1853

Yale University. "'Robotic Skins' turn everyday objects into robots." ScienceDaily. ScienceDaily, 19 September 2018.