未来世界的“大咖”

来源 :发明与创新·中学生 | 被引量 : 0次 | 上传用户:lwl13751412186
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   人们对智能化生活要求的提高,使得當前各个国家都非常重视机器人技术的发展。在这种背景下,机器人技术的发展一日千里,一些科学家预测,未来机器人还将在以下方面飞速发展。
   目前许多机器人只能完成某些特定的任务,有“情感”的机器人只在电影中才会见到。然而来自东南大学机器人传感控制实验室的研究团队称,已完成了情感交互机器人的初步设计。
   一般来说,当人和机器人接触时,由于机器缺乏可辨认的性格,因此和人没有情感互动。研究人员表示,只要把人的表情、动作的特定信号提取出来,再交给机器人,它就能辨别人对它的动作到底是粗暴还是友好,从而做出相应的反应。
   由于目前对人类情感的基础研究还不够,因此研究出来的机器人和真人的情感交互还有很大一段距离,只能识别一些简单的表情。
  
   在大部分人眼里,机器人一直都像擎天柱一样“钢筋铁骨”,不过事实并非如此。不久前,来自美国普渡大学的研究人员就发明了一种由轻质惰性泡沫材料制成的软体机器人。为了让它能像真实手臂一样自由弯曲,研究人员还在泡沫材料的表面覆盖了一层特殊的“衣服”——聚合物纤维;它在受热的情况下可自由改变形状和坚硬度,作用如同附着在骨骼上的肌肉一般。
   该项目的负责人称,这种能变形、收缩的机械纤维将被广泛用于机器人领域。另外,由于成本低、重量轻,机械纤维机器人十分适用于太空探索——要知道每多将一克物质送上太空,整个发射成本都会显著增加。不仅如此,对于医疗领域来说,机械纤维也是一种极好的材料,比如可用于制作骨折病人的外固定支架,能在提高固定效果的基础上减轻患者的负担。
   美国北卡罗来纳州一个科研团队已研发出一种可进行自我修复的变形液态金属,预示着距离打造“终结者”变形机器人的目标更进一步。
   科学家们用镓和铟合金制成液态金属,它在室温下就可成为液态,表面张力为每米500毫牛顿。这意味着,在不受外力情况下,当这种合金被放在平坦桌面上时会保持一个几乎完美的圆球不变。当被少量电流刺激后,球体表面张力会降低,金属会在桌面上伸展。
   这一过程也是可逆的:如果电荷从负转正,液态金属就会重新成为球状。更改电压大小还可调整金属表面张力和金属块粘度,从而令其变为不同结构。
   研究人员宣称,该突破有助于建造更好的电路、自我修复式结构,甚至有一天可用来制造《终结者》中的T-1000机器人。
   美国伊利诺斯大学厄本那香槟分校生物工程主管拉什德·巴什尔领导的小组用3D打印技术造出一种由柔韧的水凝胶和活细胞组成的生物机器人。以前,他们也曾用跳动的小鼠心脏细胞造出一种能自己“行走”的生物机器人,但由于心脏细胞不停收缩,让他们无法控制机器人的运动。
   新设计的生物机器人受动物肌腱骨骼的启发。研究人员用3D打印的水凝胶制成主骨,使其既能支持生物结构,又能像关节一样弯曲。再把一条肌肉锚在主骨上,就像肌腱把肌肉附着在骨骼上一样。生物机器人的速度由电脉冲频率控制,频率越高,肌肉收缩越快,生物机器人走得越快。
   下一步,研究人员将加强对生物机器人运动的控制,像集成神经元那样,用光或化学物质控制它向不同方向运动。
   美国加州大学最新研制了一款具有“透视眼”功能的机器人系统,可用于寻找困陷在建筑物中的伤员或监控家中的老人。
   该系统由科学家Yasamin Mostofi博士最新研制,两台机器人装配着轮子,一台释放无线信号,另一台探测接收信号强度。
   当机器人环绕正方形混凝土建筑物时,它们能计算出建筑物内部的事物,甚至可识别人类。其工作原理是当途经墙壁和其他物体时,测量信号强度的衰减程度。
   通过测量无线信号的衰减情况,机器人可绘制一张视觉地图,呈现大约100秒的观测透视景象。研究人员认为这项技术将得到广泛应用,其中包括地震灾难之后的搜寻和营救工作。
   日本综合型化学企业旭化成去年发售了可像橡皮筋那样伸缩的电线。该电线在拉伸时可伸长至1.4倍,同时在反复弯曲直至断线的耐久性方面也是以往产品的10至100倍。
   可伸缩电线通过在具有弹性的聚氨酯纤维(氨纶)中嵌入螺旋状的导线,使得电线可以伸缩,且不易出现松弛。旭化成力争将这种电线应用于实现复杂动作的拟人机器人和穿戴型辅助机器人中。
   3D打印机的尺寸问题严重限制了其尝试打印更大物体的可能性。为此,来自巴塞罗那的加泰罗尼亚先进建筑研究所的研究人员,开发出了可自主移动的3D打印机器人系列Minibuilders。该类机器人可像建筑工人一样来回移动,构建建筑物等大型物体。
   Minibuilders快速、低价、安全的特性使其有可能成为下一代强大的建筑必备工具。它包含三种不同的机器人,每种机器人分别打印不同的部分,连在一起就能形成一栋较大的建筑物。这套系统的核心是一个庞大的主部件,包括两个装有液化合成大理石的大型圆筒;大理石经独特的配方制成。
   有些研究人员会觉得自己就像建筑师,把脑海中的建筑构想通过一个巨大的机器变成现实,而Minibuilders的团队扮演的角色就像“包工头”,在建设过程中“招募”各相关领域里的专业人员。
   可以肯定的是,Minibuilders将在未来建筑机器人领域里扮演一个非常重要的角色。(据元器件交易网)
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