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过去12个月中10个最令人兴奋的机器人技术发展

从科幻小说的故事,电影和电视屏幕,到工作场所旁边的我们,也许很快,甚至将我们从办公室带回家,机器人一直在稳步进入我们的日常生活。

现在,“ 科学机器人 ”杂志的编辑杨光忠和一个国际贡献者团队已经列出了10个令人兴奋的近期发展和技术,从可能改变机器人技术未来的原创研究到基础设施的商业产品。科学并推动工业和医疗创新。

那么,这是2018年期刊的十大机器人开发项目。

来自波士顿动力公司的Atlas做跑酷

1.5米高,75公斤人形机器人阿特拉斯的性能继续令我们惊讶; 它在慢跑的同时跳过木头,跳过木箱而没有中断。它走在充满挑战的地形上,在受到干扰时保持平衡; 起立; 提升和操纵物体; 并执行体操后空翻。

Boston Dynamics是一家美国工程和机器人设计公司,成立于1992年,总部位于马萨诸塞州沃尔瑟姆,是日本企业集团SoftBank Group的全资子公司。

公司创始人兼首席执行官Marc Raibert及其团队仍然是机器人平衡和推进的主人。雷伯特说:“机械系统有自己的思想,受物理结构和物理定律支配”。

跑酷是测试阿特拉斯能力的有趣选择。这句话来自法国的parcours,意思是“通过”或“通路”。它起初是一个法国军事训练计划,通常被定义为使用你的道路上的障碍物从A点移动到B点的行为,以提高你的效率。

Atlas使用其视觉系统自行调整并测量跑酷障碍物的距离。雷伯特承认,并非所有的试验都能成功掌握,但他希望最近的示威活动能够激发机器人在不久的将来能做些什么。

达芬奇单端口手术系统,来自Intuitive Surgical

机器人手术是近年来最重要的医学创新之一。越来越多的机器人平台正在兴起,尽管它们的可用性和使用范围将取决于诸如成本等因素。

总部位于加利福尼亚的公司 Intuitive Surgical是达芬奇平台的制造商,是外科机器人领域的先驱和全球市场领导者,并继续突破界限。

该公司最近推出了达芬奇单端口系统。通过一个2.5厘米的插管和小切口,外科医生可以控制三个完全关节 - 如手腕和肘部 - 器械,结合内窥镜,治疗深层受损或患病的组织或器官。

一个通过成长导航的软机器人

想象一下,如果藤蔓,神经元或真菌细丝的生长可以扩大,加速,并且可以操纵。研究人员将一管柔软的材料放在自身内部,施加压力,管子在其尖端向外推动时伸展。

来自加利福尼亚大学圣巴巴拉分校的Elliot Hawkes领导的研究人员在一篇论文中探讨了这个出色的想法,他们考虑了机器人技术中的几个重大挑战,并通过提取一般生物学原理并将其用作生物学原理来体现生物启发设计的使用。类比推动工程超越自然界的可能性。

软机器人设计可以避免复杂,非结构化环境中的障碍,这有望在管道和导管,医疗设备以及探索和搜救机器人中进行导航。

用于软机器人的3D打印液晶弹性体

机器人技术的主要挑战之一是寻找新的材料和制造方案,用于开发节能,多功能和易于部署的控制和设备。

2018年,这个蓬勃发展的研究领域出现了许多新的发展。以前使用过多种改变形状的液晶机制,但我们现在看到如何使用3D打印制造弹性体。这项技术由美国哈佛大学的Arda Kotikian领导的团队进行了探索。

这些装置已经证明能够比以前报道的其他液晶弹性体管理更多的重量。

肌肉模仿,自我修复,液压放大致动器

下一代机器人将不是金属机器,而是由软材料制成,具有对施加的电力作出反应的各种运动。他们将能够适应动态环境,非常适合与人类密切合作。

这种柔软的装置可以执行各种任务,例如抓住精细物体和提升重物。

“软机器人”领域的一个主要挑战是缺乏能够复制真实物体的多功能性和性能的致动器或人造肌肉。

一种软致动器设计,称为Peano-HASEL(代表“液压放大自愈式静电”)的首字母缩写词,具有透明性和自感性,并且具有高度可控性。它具有很强的通用性,但据报道使用廉价的市售材料生产成本低廉。

值得注意的是,它能够提升超过200倍的重量。

来自DNA的自组装纳米级机器人

是的,DNA折纸是真实的。传统的日本纸张折叠艺术涉及将平面纸张转换成成品雕塑,纸张上没有切口,胶水或标记。折纸从业者只使用几个基本的折叠来执行他们的工艺。

类似地,DNA折纸使用内在的基本规则将DNA双螺旋折叠成纳米结构。

这些DNA折纸结构可以自组装,与由单链DNA形成的闩锁系统组合,并在外部施加的电场下控制精确的纳米级运动。

这种纳米级机器人系统可以成组使用,以电驱动分子或纳米颗粒在数十纳米或更多的传输。的科学机器人编辑点特别是研究由德国慕尼黑技术大学的恩佐Kopperger领导。

DelFly Nimble,生物启发的飞行机器人

与许多受生物启发的机器人一样,DelFly Nimble项目旨在开发具有实际应用的先进技术,同时探索自然界用于建造和编程生物的原则。

Nimble是荷兰代尔夫特理工大学微型飞行器实验室的最新飞行机器人。

值得注意的是:无尾,无绳,自动,可编程,小巧 - 仅重28克。它通过拍打它的两对机翼来飞行,并表现出非凡的灵活性,能够悬停或向任何方向飞行 - 向上,向下,向前,向后或侧向 - 并且可以执行360度滚动。

虽然它是果蝇大小的50倍以上并且不模仿特定天然飞行物的机翼形态或运动学,但机器人可以作为一种新的物理模型来测试飞行生物如何控制它们的运动。

令人惊讶的是,即使没有明确控制所有旋转轴,DelFly Nimble也可以准确地再现果蝇的快速逃逸动作。

期刊编辑说,这是“科学机器人和科学机器人科学”的理想例子,应该推动飞行机器人的发展。

柔软的exosuit,一个可穿戴的机器人

在日常生活中佩戴外骨骼时,大多数人都不想像漫威漫画书钢铁侠那样。

但轻盈,有弹性的外套提供了整合面料设计,传感器开发,机器人控制和肌肉辅助的新方法,以增加穿着者的力量,平衡和耐力。

潜在的应用包括帮助老年人增强肌肉力量,支持他们的活动能力和独立性,以及恢复由中风,多发性硬化症或帕金森病等疾病引起的运动障碍的儿童和成人。

机器人技术的复杂应用还将允许每个佩戴者对其套装的物理增强进行个性化控制。

期刊编辑提名最近由美国哈佛大学叶鼎领导的团队撰写的一篇论文,该论文在该领域非常重要。

Universal Robots电子系列cobots

来自一家名为Universal Robots的公司的机械臂在各种应用中无处不在,从研究实验室到工业装配线再到手术引导。

该公司成立于2018年,总部位于丹麦欧登塞,推出了电子系列协作机器人或“cobots”。

cobots不需要专门的编程,而是通过演示来学习任务,模仿用户的动作,通过触摸板控制来增强。

业界期望在各种环境中快速部署更智能的人机交互,其中机器人可以与人类操作员无缝地学习和协作。

索尼的aibo

索尼的玩具狗,爱宝,近20年前推出,已经取得了可喜的回报。它具有新的外观,增强的语音理解能力以及向其所有者学习的能力。

索尼越来越多地意识到机器人在儿童学习中可以发挥的作用,或者作为老年人的伴侣,特别是那些患有神经退行性疾病的人,这也让机器人受益匪浅。

能够适应和理解环境,识别机器人周围人的需求和期望,并相应地发展行为和个性特征 - 而不依赖于预先编写的程序 - 是社交机器人中的有趣话题。

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