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當(dāng)你閉上眼睛之后，即使一片漆黑，但你還可以通過(guò)肢體的感觸，來(lái)感知這個(gè)世界，想象一下這是一種怎樣的體驗(yàn)，
現(xiàn)在人工智能越來(lái)越發(fā)達(dá)，機(jī)器人也有同樣的能力了。
這個(gè)年代，是一個(gè)高科技的時(shí)代，機(jī)器人的發(fā)明已經(jīng)不是什么新鮮的事情了，而且大多數(shù)的機(jī)器人都是通過(guò)電力驅(qū)動(dòng)的。
科學(xué)家們發(fā)明的機(jī)器人都是以一種不靈活的冷冰冰形象出現(xiàn)，因?yàn)樗鼈兡强雌饋?lái)非常僵硬的身體無(wú)法靈活的根據(jù)環(huán)境來(lái)工作，所以這種機(jī)器人就被稱(chēng)為是剛性機(jī)器人，但隨著科技越來(lái)越發(fā)達(dá)，它們正在積極轉(zhuǎn)型成為軟體機(jī)器人。
此前，機(jī)器人大多通過(guò)運(yùn)動(dòng)相機(jī)、激光雷達(dá)系統(tǒng)以及算法來(lái)獲取并生成環(huán)境三維信息。
但這種視覺(jué)系統(tǒng)對(duì)于現(xiàn)在的機(jī)器人新貴——軟體機(jī)器人來(lái)說(shuō)似乎不太適用。
▲ 來(lái)自哈佛大學(xué)的軟體機(jī)器人
軟體機(jī)器人因骨骼驚奇、身體柔軟，可以穿梭于一般機(jī)器人難以觸達(dá)的地方，但是對(duì)于在這些「犄角旮旯」里面如何探知三維空間，如何對(duì)外界環(huán)境做出精確的建模卻一直是個(gè)問(wèn)題。
一款新出的機(jī)器人，不需要用電就能使其移動(dòng)，而是采用了一種折疊方式，這是怎么做到的呢？我們一起來(lái)看看吧！
就在前段時(shí)間，哈佛大學(xué)的Wyss研究所像大眾展示了他們的一款軟體機(jī)器人，這個(gè)受折紙啟發(fā)發(fā)明的軟體折疊機(jī)器人叫Rollbot，它的長(zhǎng)相非常簡(jiǎn)單，但它確確實(shí)實(shí)是一個(gè)名副其實(shí)的機(jī)器人。
除此之外它的體型非常小，就是一張小卡片，可是一旦將這張小卡片放到桌面上，它就能折疊往前跑。這是因?yàn)樗怯梢环N叫液晶彈性體的活性材料制成的，與熱表面接觸時(shí)就會(huì)折疊成五角輪自動(dòng)前進(jìn)，所以紙片能夠自己動(dòng)起來(lái)不是因?yàn)榛钜?jiàn)鬼了，而是有一定的科學(xué)原理的。
紙片下面的板子也不是一塊普通的板子，它的溫度達(dá)到了200攝氏度，這是為了給紙片提供一個(gè)熱環(huán)境。紙片通過(guò)折疊往前走，又是如何控制自己的運(yùn)動(dòng)方向呢？其實(shí)是有一定的規(guī)律的。
因?yàn)榧埰恼郫B位置是一個(gè)個(gè)在不同的溫度下可以進(jìn)行折疊的3D打印軟鉸鏈，其一側(cè)在與熱表面接觸時(shí)就可以折疊，然后推著輪子轉(zhuǎn)向下一側(cè)，只要離開(kāi)熱表面，就恢復(fù)成原狀，如此循環(huán)下去。
這樣一個(gè)完整的操作過(guò)程實(shí)施下來(lái)，研發(fā)人員就可以對(duì)溫度、鉸鏈的彎曲程度、折疊方向進(jìn)行系統(tǒng)的編程，然后來(lái)控制紙片的運(yùn)動(dòng)形式，這樣就可以按照一定的軌跡前進(jìn)了。
大多數(shù)的軟體機(jī)器人其實(shí)都需要依靠外部電源來(lái)進(jìn)行控制的，但Rollbot卻走了一個(gè)新路線(xiàn)，完全摒棄掉電線(xiàn)，不用電就能靈活地改變自身的形狀來(lái)適應(yīng)環(huán)境，這將為以后的機(jī)器人事業(yè)打造出了一條很有前景的道路。
太空探索，救援等多功能軟體機(jī)器人
據(jù)哈佛大學(xué)約翰·A·保爾森工程與應(yīng)用科學(xué)學(xué)院（下稱(chēng)SEA）官網(wǎng)和Tech Explorist報(bào)道，6月2日，哈佛大學(xué)約翰·A·保爾森工程與應(yīng)用科學(xué)學(xué)院（SEA）的研究人員開(kāi)發(fā)出了最新型的軟體機(jī)器人，它可以應(yīng)用于太空探索、搜索和救援系統(tǒng)、仿生學(xué)、醫(yī)學(xué)手術(shù)與康復(fù)等領(lǐng)域。
這款新型機(jī)器人由空氣驅(qū)動(dòng)，并用一個(gè)輸入器代替了多個(gè)控制系統(tǒng)，使機(jī)器人在不受約束的同時(shí)，還能簡(jiǎn)化控制、減輕重量。
圖片來(lái)源：Bertoldi Lab/Harvard SEAS軟體機(jī)器人被業(yè)內(nèi)視為機(jī)器人技術(shù)的未來(lái)，相較于硬性機(jī)器人而言，它有可擠入狹小空間、碰撞后能盡快恢復(fù)等優(yōu)點(diǎn)。
但目前來(lái)說(shuō)，軟體機(jī)器人在設(shè)計(jì)上仍有許多局限。其中最大的一個(gè)問(wèn)題就是，軟體機(jī)器人通常需要拴在輸入線(xiàn)上，這意味著它們必須通過(guò)提供壓縮空氣的管道和控制其系統(tǒng)的電線(xiàn)與外部設(shè)備相連。但這些管道和電線(xiàn)在很大程度上束縛了軟體機(jī)器人功能的發(fā)揮。
而如今哈佛大學(xué)研發(fā)的這款軟體機(jī)器人，則可將其驅(qū)動(dòng)過(guò)程大大簡(jiǎn)化，從而解決這一難題。
該機(jī)器人被設(shè)計(jì)成十字形，有四條“腿”，每條“腿”都相當(dāng)于一個(gè)執(zhí)行器，各執(zhí)行器上含有八個(gè)由細(xì)小通道連接的氣室，頂部則留有七條接口，用于接通輸送壓縮空氣的管道。
圖片來(lái)源：Bertoldi Lab/Harvard SEAS這項(xiàng)研究論文發(fā)表在《軟體機(jī)器人學(xué)》雜志上。
哈佛大學(xué)應(yīng)用力學(xué)教授卡蒂婭·貝爾托迪（Katia Bertoldi）在論文中表示，該項(xiàng)研究首次提出了這種基于流體粘性現(xiàn)象來(lái)制造軟體機(jī)器人的方法。使用該方法的軟體機(jī)器人其驅(qū)動(dòng)結(jié)構(gòu)將比以往的更為簡(jiǎn)單、容易。
該方法通過(guò)使用不同直徑的管子來(lái)控制空氣在軟體機(jī)器人裝置中的移動(dòng)速度，即一次性通過(guò)其中一個(gè)管泵輸送相同數(shù)量的空氣，管的大小將決定空氣流動(dòng)的方式和位置。
比如將三根直徑為0.79mm、長(zhǎng)度相同的管子接在機(jī)器人上，再接通一根直徑為0.38mm的長(zhǎng)管輸送氣流。它其中的一條“腿”就能充滿(mǎn)空氣并彎曲起來(lái)，而另外三根上接通的管道由于直徑更粗并且長(zhǎng)度相同，因此輸送壓縮空氣的時(shí)間較短，其余三端可幾乎同時(shí)鼓起落下。
圖片來(lái)源：Bertoldi Lab/Harvard SEAS不同長(zhǎng)度的管子分別接在機(jī)器人頂部的接口上，不同的粗細(xì)、長(zhǎng)度和接通方式都會(huì)對(duì)機(jī)器人的運(yùn)動(dòng)方式有所影響。
例如將四條直徑均為0.38mm，長(zhǎng)度分別為78.6cm（輸入空氣）、10cm、43.7cm及122.4cm的管子配置于該機(jī)器人上，并將這些管子按順序連接起來(lái)，接通壓縮空氣。
那么該機(jī)器人的執(zhí)行器最終會(huì)按照設(shè)定好的順序，即右-上下-左的順序依次進(jìn)行彎曲，從而向前爬行。
圖片來(lái)源：Bertoldi Lab/Harvard SEAS如果將管子接口的位置和次序調(diào)換一下，執(zhí)行器充氣的順序就會(huì)發(fā)生變化，利用這一方式，該機(jī)器人即可實(shí)現(xiàn)不同方向的運(yùn)動(dòng)。
此外，由于每個(gè)執(zhí)行器的大小、厚度不盡相同，在輸入等量空氣時(shí)，彎曲的程度也不同，因此運(yùn)動(dòng)的距離也會(huì)有所差別。
但由于輸入壓縮空氣的速度與量是不變的，調(diào)控管子就能夠決定空氣輸送的位置和順序。因此它不再需要復(fù)雜的空氣壓縮計(jì)算和控制。
圖片來(lái)源：Bertoldi Lab/Harvard SEAS研究人員尼古拉斯·瓦西奧（Nikolaos Vasios）表示，在這項(xiàng)研究之前，人們還不能在沒(méi)有獨(dú)立控制每個(gè)驅(qū)動(dòng)器的情況下，通過(guò)單獨(dú)的輸入線(xiàn)、壓力源以及復(fù)雜的驅(qū)動(dòng)過(guò)程來(lái)構(gòu)建軟體機(jī)器人。
該項(xiàng)目是人們朝著完全不受約束的簡(jiǎn)單驅(qū)動(dòng)軟體機(jī)器人研發(fā)邁出的重要一步。
在科技的不斷進(jìn)步下，軟體機(jī)器人的結(jié)構(gòu)會(huì)不斷完善，在未來(lái)的發(fā)展空間越來(lái)越廣。
