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機器人愛好者永遠的主題:仿生

機器人一直很迷人,筆者尤其鐘愛用冰冷機器模仿人或動物的項目。起初,機器的產生確實是為瞭減少人類的勞動負擔:從最簡單的輪子到工廠裡的機器手臂。但為瞭完成更加復雜的工作,機器人愛好者開始“剽竊”大自然的設計。

Boston Dynamics大名鼎鼎的獸型機器人就是一個很好的例子。利用四足機器人來運送貨物,不但沒有動物的體力問題,還能比輪車更能突破地形。下面筆者再為各位介紹兩款小型仿生機器人。

白蟻搬磚機器人

白蟻具有龐大的生產力,但他們在構建復雜的蟻丘時,似乎不用直接從蟻後得到命令:設計圖似乎早在他們腦中。它們可以獨立工作,卻又不會阻礙到其他白蟻。非洲的白蟻可以建造高達4至5米的蟻丘:按比例計算,這已超過人類所有的建築高度。並且這些蟻丘並不是泥巴堆,它具有采光、通風、交通的功能。

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哈佛大學的研究人員在美國科學促進會(AAAS)年會上說,他們設計的白蟻機器人可以搬運、建造樓梯或構建金字塔。為瞭使這些小機器人能夠像白蟻一樣工作,研究人員花瞭四年的時間設計他們,並把計劃細節公佈在本月13日的《科學》期刊。

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研究人員說,這些機器人非直接聽從指令,而是仰賴一個稱謂“共識主動性”的概念:機器人具有溝通模式。它們可以觀察彼此的行為,並作出相應行為。研究人員Justin Werfel說:“實際上你隻需要給這些機器人你想要構建的藍圖,它們就能幫你達成。這無關它們有多少臺,或者是哪個機器人負責什麼,它們隻需要知道你想打造什麼東西。”

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這些機器人目前看起來確實像玩具,但他們具有很強的指向性。舉例來說,人類在地球蓋房子也許很容易,但如果在火星呢?研究人員希望有朝一日,這些機器人能夠到人類無法抵達的地方構建物體,如:外星球,或者在洪災來臨時代替人類堆疊沙包。

Festo蜻蜓機器人

蜻蜓的翅膀非常發達,飛行能力很強,每秒鐘可達10米。可以突然回轉、懸停、攀升甚至後退飛行:它可以說是動物界、昆蟲界的飛行大師。

Festo公司設計科一款名為“Bionic Copter”的蜻蜓機器人,它的特點就是讓機器人完成蜻蜓復雜的飛行動作。從外形上來看,它就是一隻機器蜻蜓,它甚至還可以像蜻蜓一樣在不震動翅膀的情況下滑行。

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為瞭完成蜻蜓復雜的飛行性能,他們給與瞭改機器人13個自由度:一般遙控直升飛機自由度為6。它可以控制翅膀擺動的頻率、幅度、角度等,並且每個翅膀都有都系的系統:它能到達任何地方。尾部由電氣肌肉控制擺幅,以保持平衡。

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讓人癡迷的關鍵在於,它高度集成的結構設計,以及無線實時通信技術。可以想象,這款機器人日後可以作為偵查、搜尋的幫手。

大自然一直能夠帶給研究人員很多靈感和想象,不可否認的,仿生機器人是未來機器人產業的一個趨勢。

Via:Festo ,Science