軟體機器人

波蘭團隊打造毛毛蟲機器人：驅(qū)動和控制全靠光線

波蘭華沙大學(xué)物理學(xué)院研究團隊運用液晶彈性體科技（該技術(shù)最初由佛羅倫薩LENS研究所研發(fā)），打造了一款15毫米長的仿生微型軟體機器人，它能夠模仿毛毛蟲的步態(tài)。值得一提的是，這款機器人能從綠色光線中吸收能量，并由激光射線控制。除了在平面上爬行，它還能爬過小坡、擠過縫隙，還能運輸東西。

液晶彈性體（LCE）是一種智能材料，它能夠在可見光的照射之下改變形狀。在結(jié)合了最新研發(fā)的技術(shù)之后，它能通過預(yù)先設(shè)定的驅(qū)動性能，將這些柔性物質(zhì)變成任意一種三維形狀。這種由光線驅(qū)動的變形將能使單片LCE結(jié)構(gòu)在無需許多離散致動器的情況下，進行復(fù)雜的動作操作。

研究人員希望這種新型材料、制作技術(shù)和設(shè)計策略可以打開微型軟體機器人的新大門，讓更多科學(xué)家創(chuàng)造更多微型和毫米級的機器人，并讓這些機器人擁有更多的技能，比如游泳（表面或水下），甚至飛行。

世界上第一個完全軟體自驅(qū)動機器人，用“氣動”取代“電動”

長期以來，機器人界一直希望造出通體由軟性材料構(gòu)成的機器人，但開發(fā)出柔性的供能和控制元件一直是難點，例如現(xiàn)在很多研究人員紛紛都在開發(fā)柔性電池和電路板。

在8月24日的《自然》科學(xué)雜志上， 哈佛維斯生物工程研究所（Wyss Institute for Biologically Inspired Engineering）發(fā)表了名為《全軟體自主機器人的一體化設(shè)計與制造策略》（An integrated design and fabrication strategy for entirely soft， autonomous robots）的論文。哈佛大學(xué)的研究人員采取了不同以往的方法，他們獨辟蹊徑，制造出了世界上第一個完全軟體的且自我驅(qū)動的機器人，它可以獨立運行4~8分鐘。

這個外形類似小章魚的機器人真正具有里程碑意義的特點是：在沒有電池和電路板的情況下，實現(xiàn)自我驅(qū)動。具體而言，它不是傳統(tǒng)的“電動”的，而是“氣動”的。

“小章魚”依靠體內(nèi)的化學(xué)反應(yīng)供能，這個化學(xué)反應(yīng)里，少量的過氧化氫轉(zhuǎn)變成了大量氣體，這些氣體流入“小章魚”的手臂，給手臂充氣從而引發(fā)運動。

納米機器人

世界首個納米魚機器人，在你的血管里運送藥物

據(jù)美國《新科學(xué)家》9月報道，近日科學(xué)家受魚的游泳動作啟發(fā)，研發(fā)出一款全新的“納米魚機器人”，可以應(yīng)用于在人體內(nèi)輸送藥物。

這個納米魚的體積十分小，比一粒沙子要小100倍?！凹{米魚”由磁驅(qū)動，內(nèi)含微小的金和鎳組件，中間由銀制的鉸鏈作為連接。它游泳的速度和方向受磁場的方向和力量所決定。

研發(fā)該機器人的是加州大學(xué)圣地亞哥分校的研究人員，他們希望自己的發(fā)明能夠應(yīng)用于醫(yī)療領(lǐng)域，比如把鎮(zhèn)痛藥物傳輸?shù)缴眢w需要的特定部分。

盡管其他團隊也開發(fā)出類似功能的“納米游泳機器人”，但是他們大部分長得更像是一個小潛水艇，而如何讓納米機器人向前推進，傳統(tǒng)的靈感來自于細菌螺旋狀的尾部。實驗發(fā)現(xiàn)，這個“納米魚”比以往的類似功能的機器人更加有效。

無人機

帝國理工研發(fā)無人機無線供電技術(shù)，續(xù)航有保障

多數(shù)基于機載電池的多軸無人機在單次充電后，續(xù)航時間都難以超過30分鐘，這讓它們執(zhí)行任務(wù)的能力受到了很大的限制。盡管我們可以通過電纜將能源輸送給無人機，但是局限性還是很大——這僅適用于懸浮觀察之類的小范圍應(yīng)用。

為了解決這個問題，日前，來自倫敦帝國理工學(xué)院的科學(xué)家們研發(fā)了一款無需電池和輸送電力的纜線就可以充電的新型無人機——它在飛行的過程中能無線攝取電量。

這項研究基于一架現(xiàn)成的迷你四軸飛行器?？茖W(xué)家們先是移除了無人機上的電池，然后在機身外表纏上了銅線圈。除此之外，研究人員還利用電路板、電源和銅線圈打造了一個獨立的無線電力傳輸平臺。當無人機接近這個平臺后，機上的銅線圈就會作為磁場的接收天線，產(chǎn)生交變電流，然后無人機上的修正電子會把整流轉(zhuǎn)換成直流，從而為無人機供電。這項技術(shù)被稱為“電感耦合”（Inductive Coupling），早在 Nicola Tesla（塞爾維亞裔美籍科學(xué)家，生于1856年，卒于1943年）時期就被研發(fā)出來了。

另外，除了為飛行中的無人機不斷充電之外，這項技術(shù)還可以用來為機載電池進行充電，這樣一來，無人機就不需要著陸充電或是更換電池，也就是說，它們的飛行時間可以延長很久。

無人機避障不再老大難，Vijay Kumar 用彈性減震另辟蹊徑

在賓夕法尼亞大學(xué)的 GRASP Lab 中，由 Yash Mulgaonkar， Luis Guerrero-Bonilla、Anurag Makineni 以及大名鼎鼎的 Vijay Kumar 教授組成的研究團隊一直在努力研究，如何讓四軸無人機順利穿過玻璃。由此，他們提出了一個幫小型無人機實現(xiàn)導(dǎo)航和避障的簡易方法：給它們安一個減震結(jié)構(gòu)，讓它們自個兒飛去吧，不會有事兒的。

在無人機的研發(fā)過程中，賓大 GRASP Lab 團隊想要尋求生物學(xué)方面的靈感，于是他們的關(guān)注點在于有彈性的小型無人機。最后，這個團隊推出了一系列重約25克、長僅10公分的寬版微型無人機。每架無人機都有一個輕量級的、形狀類似綱踄克的自動復(fù)原減震結(jié)構(gòu)。它由熱固化的紗質(zhì)材質(zhì)構(gòu)成，包含了1萬2千股碳纖維。這款微型無人機可以由一個簡單的控制器操縱，它“不需要考慮其他機器人或是障礙所處的位置，也不需要具備碰撞反應(yīng)機制?！彼枰龅木褪亲屛⑿蜔o人機更加穩(wěn)定，然后將它們導(dǎo)向目標位置。它的運行過程非常流程，甚至當機器人沒有識別到障礙以及其他微型無人機時也可以正常運行。

運動

NABiRoS 機器人要像螃蟹一樣橫著走，另辟蹊徑挑戰(zhàn)仿人類行走難題

隸屬加利福尼亞大學(xué)洛杉磯分校的 Dennis Hong 機器人及機械實驗室（ RoMeLa ）提出了一項全新的機器人設(shè)計方案——讓機器人采取全新的雙足步行方式。通過擬人設(shè)計與類人化側(cè)身實驗，他們已經(jīng)能夠創(chuàng)造出穩(wěn)定又敏捷的機器人，不僅操作簡單而且價格便宜。

Hong 表示：“與完全模仿人類行走不同，我們提出的是一種簡單的解決方案：我們在這種全新的結(jié)構(gòu)配置中加入了‘機械智能’為機器人的速度、穩(wěn)定性與易用性提供幫助，使得“機器人移動”能夠在現(xiàn)實生活中實用有效。”

RoMeLa 是資深類人機器人研究團隊，我們知道的 DARwIn、CHARLI、SAFFiR 與 THOR 都出自他們之手。這些現(xiàn)有成果全部采用傳統(tǒng)人形設(shè)計，盡可能去模仿人類外觀與能力。

新突破，波士頓動力的 Atlas 會走“梅花樁”了

Atlas 最近確實有了較大提升，借助佛羅里達理工學(xué)院人類和機器人認知（IHMC）研究人員開發(fā)的算法，雖然有些踉踉蹌蹌，但它能做出許多此前根本不敢想象的動作了。

現(xiàn)在，當 Atlas 遇到一個不均勻的立足點，它會像你我一樣先將腳伸過去探一下虛實，確定立足點足夠安全后它才會信心百倍的將全身的重量轉(zhuǎn)移過去。如果下一步依然忐忑，Atlas 依然會重復(fù)之前的試探動作。整個過程中，為了保持平衡研發(fā)人員將 Atlas 快速和動態(tài)的步伐與角動量結(jié)合了起來。

每秒跳躍2.2米，世界最敏捷的跳躍機器人誕生

在剛剛發(fā)布的全新版《機器人科學(xué)》期刊中，Haldane 與 M. M. Plecnik、J. K. Yim 、R. S. Fearing 聯(lián)合展示了一款只有 100 g 重但彈跳驚人的機器人設(shè)計——他們利用夜猴的彈跳秘密成功研發(fā)出前所未有的敏捷的機器人。

彈跳的有效運動絕不僅僅在于你能夠跳的多遠——更關(guān)鍵的也在于你能達到的彈跳頻率。研究者們提到的“敏捷度”是指機器人在不斷跳躍過程中能達到的跳躍高度，更專業(yè)的說法是“跳躍系統(tǒng)在不斷重復(fù)跳躍時能達到的最大平均垂直速度”。如果是夜猴，0.78 秒的時間內(nèi)能跳到 1.7 米的高度，那么敏捷度就是 2.2 m/s。