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软体机器人自主折叠技术:从3D模型到半自动机器人应用的全面解析

 2025年03月08日  阅读 24

摘要:软体机器人研究人员构建了一个3D模型,这个模型能够自主折叠成兔子、金枪鱼和海星的形状。为了演示一种全新的制造兼容、可控机器人结构体的方法,这些构造物在浸泡在热水之后,会从平面形式上折叠起来。把软体机器人丢进热水里,它就能自己折叠|ICRA2017研...

软体机器人

研究人员构建了一个 3D 模型,这个模型能够自主折叠成兔子、金枪鱼和海星的形状。为了演示一种全新的制造兼容、可控机器人结构体的方法,这些构造物在浸泡在热水之后,会从平面形式上折叠起来。

把软体机器人丢进热水里,它就能自己折叠|ICRA 2017

研究人员设计并制造了一个极为复杂的机器人海星。它有五条腿(或者五个首笔),每条腿都通过使用四个螺丝来驱动两个维度的运动。制作每一条海星的腿大概只需 50 分钟。

人类半自动化

在身体里植入芯片后,能变身成半自动机器人。可以通过挥挥手的动作,进入房间;可以通过挥挥手的动作,登录电脑;可以通过挥挥手的动作,启动摩托;甚至可以通过挥挥手的动作,发射智能枪。

这位业余生物黑客 Amal 来自西雅图,他已在自己皮下植入无线芯片,手中的 RFID 芯片能帮他完成那些动作。这位 40 岁的创客爸爸于 2013 年在地下室创办了生物黑客公司,叫 。在那里他制造了可植入套件并已面向全球发售。

RFID(射频识别)芯片能够通过无线电波与被贴标签的物体进行无线通信。手中植入的这种芯片可以对贴附在家门和汽车上的标签进行无线识别。当他把手靠近时,门就会打开。

特种机器人

英国《明星日报》网站于 11 月 17 日发表了一篇报道,该报道的题目为《杀人机器人军备竞赛》。

一名人工智能领域的专家透露,美国正在卷入一场打造杀人机器人军团的竞赛。同时,英国也在卷入其中。俄罗斯也正参与其中。以色列同样在卷入这场竞赛。专家发出警告,杀人机器人的军备竞赛或许会导致对平民的屠杀。

德国《每日镜报》网站在 11 月 13 日有报道。不久的将来,在战场上会由完全自主行动的杀人机器人来决定人们的生死。近年来,关于禁止或者至少限制此类武器系统使用的讨论一直都在进行,然而到现在依然没有任何结果。联合国近期在日内瓦开始对这一问题进行讨论。

什么是杀人机器人?其正式名称为“致命自主武器系统”。目前尚未有普遍有效的定义。联合国和国际红十字会作出如下解释:它能够无需人类协助而确定目标、发动攻击并清除目标。也就是说,一旦被编好程序,这些武器系统便可独立对数据进行分析,导航至作战区域,并运用机关炮或火箭等武器。近年来人工智能领域的巨大进步构成了杀人机器人发展的基础。

俄罗斯负责军备的副总理罗戈津今年春天发布了一段视频,视频里能看到类似《终结者》的类人杀人机器人,这更多地属于宣传范畴。外观与人类是否相像并不重要。人权观察组织的专家认为,美国、英国、中国、以色列、俄罗斯和韩国开发的武器系统自主性都在增强,目前已经有原型机在被使用。

农用机器人

应用农业机器人,能够提高资源利用率和农业产出率,进而提高经济效益,这是现代农业发展的必然趋势。把一些农业机器人运用到田间作业中,会极大地提高劳动生产率,还能合理利用劳动力资源。

目前研究人员主要研究两个方面。其一,是行走系列农业机器人,其导航系统具备知晓机器人进行路径规划以及避障的能力,同时也能探测定位和控制系统的稳定性。其二,是机械手系列机器人,因为生长环境存在差异,导致其形状也各不相同,所以在开发机器人时,不仅要考虑作业对象的基本特性和力学特性,甚至连化学特性和生理特性也都需要加以考虑。

半机械化_机械化步兵_机械化部队

总体而言,在往后较长的一段时期里,农用机器人有以下三个发展趋势。其一,能够实现最佳的作业方法;其二,结构会更加简单,价格也会更为合理;其三,用途会日益广泛。

水下机器人

本月 9 月 6 日,两名潜水员结伴在河北唐山潘家口水库进行下潜探索水下长城的活动,之后便失踪了。一直到本月 17 日和 18 日,水下机器人才寻得了这两名潜水员的遗体。顶尖潜水员遭遇不幸,那么水下机器人怎样才能避免这样的悲剧再次发生呢?

据悉,两名潜水员为 GUE(环球水下探索组织)的成员。在中国,目前仅有 7 人通过了“GUE”考核。可以说,这两名潜水员都属于潜水领域的顶尖人士。那么,为何两名经验丰富的潜水员却遭遇不幸呢?关于两人的死因,早已引发了广泛的讨论,到底是潜水员自身的原因,还是电箱电击所致呢?我们不好妄加猜测,只能等待权威部门最终的调查结果。

地震救援机器人大盘点

蛇形机器人

蛇形机器人是一种能模仿生物蛇运动的新型仿生机器人。它能像生物那样实现“无肢运动”,所以被国际机器人业界称作“最富有现实感的机器人”。1972 年,日本东京科技大学研制出世界上第一条蛇形机器人,其速度能达到 40 厘米/秒。随着科技的发展,如今的蛇形机器人整体构造更小巧,灵活性也更高。在地震救援过程中,蛇形机器人所起到的作用主要体现在搜索方面,而非直接进行营救。因为它具有独特的构造并且具备灵活性,所以能够更加顺利地进入较为狭小的空间,借助自身所携带的“摄像机”,将救援信息传输给搜救人员。蛇形机器人处在研究发展阶段。它拥有广泛的应用前景。除了用于灾后救援,还能应用于科学探险和状况检查领域。也可用于防恐防爆。能在医疗领域发挥作用。可应用于航天航空。可在危险环境作业。能用于军事。还可作为操作手。

超性价比机器蟑螂

昆虫世界一直是机器人技术工程师的重要灵感源泉。一些工程师让昆虫实现了半机械化。加州大学伯克利分校有一位仿生学教授,他研制成功了一款仿昆虫机器人“达什”(Dash)。“达什”的设计灵感来自蟑螂,它看起来简单,却拥有令人难以置信的敏捷性和速度,每秒最多能移动 1.5 米。此外,“达什”配备了低分辨率照相机以及一个 Wi-Fi 芯片。“达什”的身体格外坚固,这令人十分吃惊。这种如此强大的机器人,每个的造价还不足 1 美元。由于它的内部构造是由废弃的手机和其他电子设备零部件组成的,并且外表是用硬纸板制成的。相信在灾后救援方面,这款机器人肯定能充分发挥作用。

废墟洞穴可变形搜救机器人

沈阳自动化所“废墟搜索与辅助救援机器人”课题研发的废墟搜救可变形机器人,能够进入坍塌建筑内部。它利用自身携带的红外摄像机和声音传感器,将废墟内部的图像和语音信息实时传回后方控制台,以便救援人员快速确定幸存者的位置以及周围环境。同时,还可以为实施救援提供救援通道的信息。

小飞机机器人

小飞机机器人是一款能在天上飞行的机器人。它学名为旋翼飞行机器人,可被视为我国第一架小型无人驾驶直升机。其翼展约 3 米,机身长约 3 米。最快飞行速度能达 70 公里/小时,进行超低空飞行时,离地面最低高度仅 10 米,能根据山势等地形变化调整飞行高度和速度,使用 93 号汽油就行。它能够进行大范围的宏观灾情信息调查。例如,能够在第一时间把方圆几十公里范围内的灾情信息反馈给救援部门,以此为决策者提供支持。

探测呼吸和体温的机器人“”

千叶工业大学研制了这款机器。它体积小巧。装配有 4 组履带式轮子和 6 个电动马达。其机械臂能递送食物或其他补给。最令人感兴趣的是传感器。它除了有红外感应器,还携带了二氧化碳探测器。能探测人体呼吸和体温状况,以便将被救者身体状况及时反映给救援人员。

救援机器人

半机械化_机械化步兵_机械化部队

英国沃里克大学的学生曾研制出一款用于地震搜救的机器人。这款机器人以某传感器为主,在图像感知方面几乎能做到无所不能。之所以不采用激光雷达,是因为激光雷达不仅造价昂贵,而且效率不高,只能显示二维平面图像。相比之下,某测距仪能够传输 3D 地图,这对营救人员搜寻被困人员具有重大意义。

履带式救援机器人

这款救援机器人的职责是把人送到安全地带。它内部装有一系列传感器,能在运送过程中监视伤者的血液流动情况,还能监视其他重要生命体征。这款机器人是由日本横滨警视厅研制的,能够将一名最重 113 公斤的伤员送到安全地带。这款机器人能够借助标准的红外摄像机执行搜索任务,不过它的主要用途是充当安全性更高的远程遥控担架。

轮滑式救援机器人

东京工业大学教授广濑茂男研发的一款救援机器人很让人感兴趣,它能分析地形以选择最佳前进方式。在崎岖路面,“腿”比轮子更合适,这是毫无疑问的;而在平坦路面,轮子则是当之无愧的选择。基于此,广濑茂男设计了一种可“变形”的机械腿,这种机械腿在需要时能变成轮子,在速度、耗能或稳定性方面更具优势。

航天机器人

美国与日本之间似乎难以消停。前不久刚举办完格斗机器人大战,此赛事已落下帷幕。近日,他们又打算举办一次“横跨太平洋无人机大赛”。

推出一款会飞的机器鸟

飞的机器人鸟显得十分呆萌。它能完美模拟鸟类的飞行状态,并且令人难以分辨真假。

空间机器人

空间机器人是为适应航天任务的变化而发展起来的。它涉及到空间站建设维护方面,也涉及到在轨服务方面,还涉及到航天员作业辅助方面,甚至涉及到对非合作目标的作业方面。

丰田推出了新款 T-HR3 仿人机器人,能够在医院或外太空等各种困难环境下为人类提供帮助,这再次彰显了其强大的技术实力。这款机器人的“主操纵系统”包含 29 个机身部件和 16 个控制系统,使得机器人的运动范围以及其逼真程度让人难以相信。并且,它作为丰田之前设计的用于演奏音乐的机器人的新一代,其动作也极为精确。

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