智东西(公众号:zhidxcom)
编 | 竭渴

智东西4月28日消息,据TechCrunch报道, 近日,迪士尼研究实验室(Disney Research)的机器人专家开发出一款软体机器人手臂,外形看上去像出自《超能陆战队》中“大白”原型。这条机器人手臂拥有气式躯体、香肠式手指和内置投影机,触感柔软,可以进行物理人机互动。

软体机器人可以更好的与人进行物理上的互动。这条机器人手臂的研究人员在相关研发论文中写道:“在我们的期望中,进行物理人机交互时,机器人应该服从人类命令并能积极作出回应,以避免人身伤害和硬件损坏。我们的目标是开发出一个机械臂和手部系统,可以与人类进行物理交互,并轻柔地操纵物体。”

去年4月初,迪士尼就已经为他们的软体机器人申请了专利。

一、走近“大白”的手臂

整体上看,这款软体机器人手臂由机械部分和外部包裹的气囊组成。

这条手臂的机械部分看上去相当普通——它有手肘和手腕,可以做出和其他许多机械臂同样的动作,还使用相同的伺服器和其他一些系统。

迪士尼开发软体机械臂 超能陆战队“大白”来了!

(迪士尼软体机器人手臂机械关节)

但是,这款奇迹人手臂机械关节周围的东西看起来就像大枕头——研究人员称之为“力感模块”(force sensing module)。它们充满了气体,可以感知受到的压力。这种机制具有双重作用,既可以保护伺服系统免受人为损坏(反之亦然),同时也能实现自然的触觉相互作用。

研究人员写道:“将单个模块放在在机器人的不同关节上,可以实现机器人对大面积的接触力感知和空间感知,以此激发物理人机交互。独立的感应区域还可以通过触摸让人类与机器人进行交流或引导其动作。”这种设计使得机器人会明白它正被人拥抱或触摸,并做出回应。

这款机器人手臂的手指也充满气体,十分柔软;它们是在 3D 打印机中制造出来的。每个充气手指内的压力感应器可以让机器人知道,指尖是否抓握或被按压得太用力,然后调整指尖的动作。

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(迪士尼软体机器人手臂手指设计示意图)

其实,这款机器人手臂依然只是个产品原型。感应器无法感知力的方向,而且材料和结构在设计上也不是密封的,这意味着必须持续给它充气。

尽管如此,但这款软体机器人手臂的诞生,已经让“大白”机器人看起来更像科技的产物,而不是科幻电影的产物了。

 二、“以柔克刚”还在路上

软体机器人的发展远远晚于常见的刚性机器人,但它拥有自己的优势。

首先是材料上,软体机器人使用的是柔性材料,这种材料使人机互动更安全,不仅人类不容易受到伤害,而且机器人本身也有了更大的受力范围因而不容易被人为损坏。

而且,软体机器人的材料可以通过3D打印进行制作,这种制作方式非常简便、灵活。例如,Stratasys Objet260 Connex多材料3D打印机已经被用于3D打印原型软机器人。

其次是运用上,软体机器人除了能与人类进行更亲密的肢体互动,更能为人类完成刚性机器人无法完成的任务,例如抓握柔软脆弱的物体、在狭窄多变的环境里进行灾险救援、深入极端环境进行探测、辅助医疗手术等。

目前,软体机器人在研发制作和实际应用上都处于初级阶段。已有的一些软体机器人的设计和功能都较简单。

例如波兰华沙大学物理学院的研究人员就成功研发了一个15mm软体机器人,感受到外界的光源,机器人的身体会相应的收缩进而推动身体进行移动,这个软体机器人能完成各种特殊的任务,例如爬陡坡、钻进极其狭小的空间。

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(波兰华沙大学物理学院研发的软体机器人)

而位于马萨诸塞州剑桥市的软体机器人公司 Soft Robotics 研发出了一款软体工业机械臂,这款机械臂可以将流水线上的棉花糖、巧克力、面包等轻轻地抓取起来,放进包装盒。

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( Soft Robotics 软体工业机械臂)

软体机器人的复杂功能以及执行高难度工作的案例还未出现在我们的眼前。但软体机器人的优势,让我们看到了软体机器人与刚性机器人协同为人类提供更轻松高效的生活、克服恶劣环境和解决医疗难题的可能性。

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