在科技界,科學(xué)家會給每一個(gè)科技術(shù)語一個(gè)明確的定義,但機(jī)器人問世已有幾十年,機(jī)器人的定義仍然仁者見仁,智者見智,沒有一個(gè)統(tǒng)一的意見。原因之一是機(jī)器人還在發(fā)展,新的機(jī)型,新的功能不斷涌現(xiàn)。根本原因主要是因?yàn)闄C(jī)器人涉及到了人的概念,成為一個(gè)難以回答的哲學(xué)問題。就像機(jī)器人一詞最早誕生于科幻小說之中一樣,人們對機(jī)器人充滿了幻想。也許正是由于機(jī)器人定義的模糊,才給了人們充分的想象和創(chuàng)造空間。
關(guān)于機(jī)器人如何分類,國際上沒有制定統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn),有的按負(fù)載重量分,有的按控制方式分,有的按自由度分,有的按結(jié)構(gòu)分,有的按應(yīng)用領(lǐng)域分。一般的分類方式見表:
我國的機(jī)器人專家從應(yīng)用環(huán)境出發(fā),將機(jī)器人分為兩大類,即工業(yè)機(jī)器人和特種機(jī)器人。所謂工業(yè)機(jī)器人就是面向工業(yè)領(lǐng)域的多關(guān)節(jié)機(jī)械手或多自由度機(jī)器人。而特種機(jī)器人則是除工業(yè)機(jī)器人之外的、用于非制造業(yè)并服務(wù)于人類的各種先進(jìn)機(jī)器人,包括:服務(wù)機(jī)器人、水下機(jī)器人、娛樂機(jī)器人、軍用機(jī)器人、農(nóng)業(yè)機(jī)器人、機(jī)器人化機(jī)器等。在特種機(jī)器人中,有些分支發(fā)展很快,有獨(dú)立成體系的趨勢,如服務(wù)機(jī)器人、水下機(jī)器人、軍用機(jī)器人、微操作機(jī)器人等。目前,國際上的機(jī)器人學(xué)者,從應(yīng)用環(huán)境出發(fā)將機(jī)器人也分為兩類:制造環(huán)境下的工業(yè)機(jī)器人和非制造環(huán)境下的服務(wù)與仿人型機(jī)器人,這和我國的分類是一致的。
當(dāng)前各個(gè)國家對機(jī)器人技術(shù)都是非常的重視,人們生活對智能化要求的提高也促進(jìn)了機(jī)器人的發(fā)展,在這樣的背景下,機(jī)器人技術(shù)的發(fā)展可以說是一日千里,未來機(jī)器人將在以下技術(shù)的基礎(chǔ)上飛速發(fā)展。
人機(jī)交互技術(shù)
東芝在本周舉辦的 Cutting-EdgeIT& Electronics Comprehensive Exhibition (CEATEC)展會上發(fā)布了一款全新人形交互機(jī)器人,而其最大特色就是可以通過手語與人交流。
軟體機(jī)器人控制技術(shù)
機(jī)器人在大部分人眼里一直都是像擎天柱一樣的鋼筋鐵骨,不過事實(shí)并不總是這個(gè)樣子的。最近,來自美國普渡大學(xué)的研究人員就發(fā)明了一種由輕質(zhì)惰性泡沫材料 制成的軟體機(jī)器人,為了讓它像機(jī)器手臂一樣可以自由彎曲,研究人員還在在泡沫材料的表面覆蓋了一層特殊的“衣服”,而這層聚合物纖維在受熱的情況下可以自 由改變形狀和堅(jiān)硬度,作用就如同附著在骨骼上的肌肉一般。
液態(tài)金屬控制技術(shù)
科學(xué)家們使用鎵和銦合金合成液態(tài)金屬,形成一種固溶合金,在室溫下就可以成為液態(tài),表面張力為每米500毫牛頓。這意味著,在不受外力情況下,當(dāng)這種合 金被放在平坦桌面上時(shí)會保持一個(gè)幾乎完美的圓球不變。當(dāng)通過少量電流刺激后,球體表面張力會降低,金屬會在桌面上伸展。這一過程是可逆的:如果電荷從負(fù)轉(zhuǎn) 正,液態(tài)金屬就會重新成為球狀。更改電壓大小還可以調(diào)整金屬表面張力和金屬塊粘度,從而令其變?yōu)椴煌Y(jié)構(gòu)。
機(jī)器人生物行走技術(shù)
新一代微型生物機(jī)器人能收縮肌肉。美國伊利諾斯大學(xué)厄本那香檳分校工程師展示了一類行走“生物機(jī)器人”(bio-bots ),由肌肉細(xì)胞推動、電脈沖控制,研究人員能對其發(fā)號施令。相關(guān)論文在線發(fā)表于最近的美國《國家科學(xué)院學(xué)報(bào)》上。
“不管你想制造任何種類的生物機(jī)器人,由細(xì)胞驅(qū)動的生物刺激都是一項(xiàng)基本要求。”負(fù)責(zé)這項(xiàng)研究的伊利諾斯大學(xué)厄本那香檳分校生物工程主管拉什德·巴什爾 說,“我們正在把工程原理與生物學(xué)整合在一起,設(shè)計(jì)開發(fā)生物機(jī)器人和用于環(huán)境、醫(yī)療方面的系統(tǒng)。生物學(xué)非常強(qiáng)大,如果我們能學(xué)習(xí)利用其優(yōu)勢,將帶來許多好 東西?!?/p>
機(jī)器人透視技術(shù)
據(jù)國外媒體報(bào)道,目前,美國加州大學(xué)最新研制一款具有“透視眼”能力的機(jī)器人,在兩個(gè)機(jī)器人之間釋放無線信號,通過測量信號強(qiáng)度的變化,將觀察發(fā)現(xiàn)墻壁內(nèi)部的物體。該技術(shù)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。
敏感觸控技術(shù)
不要以為機(jī)器人的敏感度很差。美國麻省理工學(xué)院(Massachusetts Institute of Technology, MIT )視覺科學(xué)學(xué)科聯(lián)合波士頓東北大學(xué)研究團(tuán)隊(duì)近日成功研制了一種觸覺傳感器GelSight ,比人類的手指更加靈活敏感。
此次麻省理工學(xué)院及東北大學(xué)聯(lián)合研究團(tuán)隊(duì)開發(fā)的“機(jī)器人手指傳感器”突破了此前機(jī)器人手部關(guān)節(jié)不靈敏等限制,甚至比人類手指更加靈活敏感,因此受到了各界矚目。該傳感器不是以機(jī)器來辨識觸覺,而是以3D視覺實(shí)時(shí)定位物體的方位,以實(shí)現(xiàn)對物體的識別和傳感。
機(jī)器人用可伸縮電線
日本綜合型化學(xué)企業(yè)旭化成將于9月1日發(fā)售可以像橡皮筋那樣伸縮的電線?!度毡窘?jīng)濟(jì)新聞》8月26日報(bào)道說,通過在具有彈性的聚氨酯纖維(中國稱:氨 綸) 中以螺旋狀嵌入可通電的導(dǎo)線,使得電線可以伸縮,且不易出現(xiàn)松弛。與容易松弛的以往電線相比,自由自在的變形將成為可能。旭化成力爭將這種電線應(yīng)用于實(shí)現(xiàn) 復(fù)雜動作的擬人機(jī)器人和穿戴型輔助機(jī)器人。
以樹脂材料作為保護(hù)的一般電線在用于機(jī)器人時(shí),在手腕做彎曲動作等的情形下,容易形成松弛或纏繞。而旭化成開發(fā)的這種伸縮性電線將可以依照其實(shí)施的擬人動作合理布線。
機(jī)器人可自行組隊(duì)技術(shù)
相信對于有密集恐懼癥的人來說,看到1000只排得密密麻麻的小機(jī)器人在桌面上一起移動絕對不會感到好受。不過這仍無法阻礙哈佛大學(xué)的工程師們打造這樣 的系統(tǒng)。據(jù)悉,研究團(tuán)隊(duì)使用了1000只組裝簡易的小型機(jī)器人,每個(gè)造價(jià)20美元。 據(jù)介紹,每組裝一個(gè)這樣的機(jī)器人需要5分鐘的時(shí)間,也就是,他們花費(fèi)了83多個(gè)小時(shí)完成了這項(xiàng)艱巨的任務(wù)。
造房子機(jī)器人:或成為未來主流
一個(gè)被稱為Minibuilders的全新3D打印建筑機(jī)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(jià)、安全讓建筑機(jī)器人將有可能成為下一代強(qiáng)大的建筑必備工具。
其運(yùn)作方式基本上和同類型的無人建筑機(jī)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(shè)計(jì)方法也與眾不同。
這套系統(tǒng)的核心是一個(gè)龐大的主部件,有兩個(gè)裝有液化合成大理石的大型圓筒,大理石經(jīng)獨(dú)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(gè)建筑工地上,與三個(gè)敏捷的專業(yè)附屬機(jī)器人協(xié)同工作。有些研究人員會覺得自己就像是一個(gè)建筑師,把自己的建筑構(gòu)想通過一個(gè)巨大的獨(dú)立機(jī)器變成現(xiàn) 實(shí),而Minibuilders的團(tuán)隊(duì)扮演角色就像是一個(gè)“包工頭”,在建設(shè)過程中“招募”各相關(guān)領(lǐng)域里的建筑專業(yè)資源。
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