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别怕!那是新型软体机器人http://www.sina.com.cn
2007年02月03日05:40 都市快报
据美国广播公司1日报道,美国塔夫茨大学的一个研究小组正致力于研究一种新型的软体机器人。这种软体机器人的灵感来自于毛毛虫,其材质不再是金属,而是软的,能更灵活地执行任务。 目前机器人:更像机器不像人 目前的机器人与自然界的生物相比,最大的区别就是动作过于僵硬。尽管研究人员通过安装更强大、更灵活的关节造出了动作比较灵活的机器人,但它们还远远无法与生物相比,仍然“更像机器不像人”。 美国塔夫茨大学成立的研究小组,汇集了生物学、生物工程学、纳米材料学等几个领域的专家,他们的目标是改变制造机器人的理念,制造出一种软体的机器人。这种软体机器人完全由软性材料制成,更符合仿生学的原理,灵活性更好,应用领域也更广泛。 不可思议:灵感来自毛毛虫 这个项目的主要负责人是生物学家巴里·特里默和生物工程学家戴维·卡普兰。卡普兰曾研究过蜘蛛和蚕,但最令他着迷的是毛毛虫,他已花费了近20年的时间来研究毛毛虫。 他说:“毛毛虫是地球上最奇妙的动物之一,因为它可以化蛹为蝶。毛毛虫和蛾子,尽管是两种看起来完全不同的生物,却有着相同的基因,这太有意思了。” 卡普兰表示:“是毛毛虫给了我制造软体机器人的灵感,因为毛毛虫没有任何骨头和关节,但它的身体可以根据需要,向任何方向伸展和蜷缩。”他认为,毛毛虫能够做到这一点的关键在于它的皮肤是一种“智能材料”。这种“智能材料”带有感知功能,可以识别外部环境的刺激,并对外来刺激做出响应。 卡普兰认为,可以根据毛毛虫的皮肤来制造软体机器人,把动作的指令“内嵌”在智能材料之中,就不需要复杂的控制系统来指挥机器人了。卡普兰表示:“我们的最终目标就是研发出一种类似于毛毛虫的软体机器人。” 可喜一步:已经造出了雏形 特里默透露,他为了劝说工程师加入研究小组,实在费了一番口舌。当他把想法告诉工程师们,说要造一个非常灵活、可以朝各个方向运动、像毛毛虫一样的机器人时,“他们看我的眼神像是在说,你是个疯子。” 不过当特里默谈到要研究像毛毛虫皮肤那样的智能材料时,工程师们马上来了兴趣。要成功制造出软体机器人,研究小组的科学家们必须克服以下几个难关:一、软体机器人的控制系统;二、仿生学材料;三、机器人的设计和制造;四、软体机器人的应用技术。 目前,科学家们已经造出了软体机器人的雏形,它可以在试验室的地板上“爬来爬去”。下一步,他们希望能让机器人沿垂直方向运动甚至爬上树枝。 用途广泛:上天入地本领大 软体机器人的本领很大,可以变形,钻进非常狭小的空间里,还可以在粗糙的表面上前进,绕过不规则的障碍物,沿着绳子爬行等等。由于材质非常柔软,这种软体机器人可以用于医学和太空探索等许多领域。 微型软体机器人可以被注射到病人的血管中,根据指令在血管中“巡逻”,发现病人身体出现异常后立即“汇报”;可以帮助改进现有的一些医疗检查手段,帮助患者减轻痛苦;还可以应用到一些危险性很高的手术中,加大手术的安全系数。 研究者认为,软体机器人还能帮上美国宇航局的忙。在太空空间站上,软体机器人可以代替宇航员执行一些特殊任务,比如去宇航员无法触及的地方修理设备等等。 由于伸缩性强,软体机器人还能去核反应堆等非常危险的环境中执行任务。如果发生矿难,软体机器人也可以深入矿井寻找伤员。 造价低廉:可以一次性使用 科学家预测,他们造出的软体机器人最初可能像一条大个的“人造毛毛虫”。随着技术的进步,他们有信心造出可以注射进人体血管的“微型毛毛虫”。 在毛毛虫的一生中,身体增长的长度是最初的10000倍。科学家们希望根据这个原理,来制造出各种不同型号的软体机器人。 科学家们的设想是:如果突破了“智能材料”这个最大的障碍,加上不需要庞大复杂的控制系统,软体机器人的成本有可能非常低廉,甚至可以制造出“一次性机器人”。(据《中国日报》) |
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