“软软的,很贴心”,软体机器人了解一下
在具体应用层面,由哈佛大学研制的名为“Octobot”的软体机器人,自带运动燃料,可通过调控内部气体实现自主运动,既不需要连接计算机获取指令,也不包含任何电子元件,因而具有着柔软的身体。
世界首个自主运动的软体机器人:Octobot
与普通机器人相比,软体机器人可通过内部化学物质实现颜色可变发光,并可通过充气增压和通道膨胀实现快速移动。当前的研究情况表明,软体机器人可在 30 秒内迅速变身,一旦完成颜色转换, 颜色层就不再需要动力来维持色彩,移动到特定位置后常常与背景难以区分,形成真正的“七十二变”。同时,一些软体机器人在设计之初就巧妙参照了仿生模型外观,利用3D打印工艺制造能够“以假乱真“,肉眼难以分辨。
医疗军事领域称软体机器人“发力点”
从目前来看,软体机器人的落地商业场景主要是医疗和军用场景。智能相对论分析师柯鸣认为,目前软体机器人的发展前景是相当可期的,学术界也正在如火如荼的进行着此类研究,科学家们试图创造一种不同于传统机器人的新型机器人整体。
从军事应用场景来看,软体机器人确实大有发展空间。“以柔克刚”的自身体质可以让机器人在收到外界冲击和破坏时不易受损,这极大的增强了软体机器人的存活能力。此外,由于不具备电子元件,软体机器人在电磁侦察系统下容易躲避各类设备的追踪。未来,加装了特定武器的软体机器人,可以更便利地承担各类侦查任务,甚至可以在特定条件下给敌人以致命一击。
在医疗领域,“人小鬼大”的软机器人还可以成为医生的优秀医疗助手。软体自己人的硬度与柔软度与人类皮肤和肌肉较为接近,因此可穿戴性和皮肤亲和性较好。因此,作为假肢、人造外骨骼等可穿戴设备或用于模拟肌肉运动,软机器人似乎成了一个最为优秀的人选。
在微创手术(MIS)领域,软体机器人更是有着极大的“用武之地”。软体机器人的应用,可以突破传统微创外科手术方法的局限,比如,自由度低的手术设备对手术造成的局限。伦敦大学研制出刚度可控的章鱼状外科手术机器人手臂,其应用仿生原理,根据手臂机械性能的需要通过控制机械手臂的刚 度更好地配合手术进行,柔软的材质将手术的伤害降到最低。
刚度可控的章鱼状微创外科手术机器人手臂
进入市场,软体机器人的壁垒在哪里?
诚然,软体机器人作为新事物,其发展后劲十足,但是智能相对论分析师柯鸣认为,综合其市场化过程来看,其依然有着自身的壁垒。
首先,理论上,软体机器人可以实现无限自由度的运动,然而在实际操作过程中,这种相对于传统机器人的优势受限于驱动方式和制动器数量,想要精确控制机器人的运动,这需要大量的传感器的信息和数据反馈,这在实际应用过程中难以保证其实时性。
其次,软体机器人医疗、军事、养老以及勘测领域都有着重要作用和良好发展前景,但是其高昂的应用成本和生产成本极大限制了此类新技术的普及。为了实现商业上的可行性和实际生产生活中的应用,软体机器人在其技术普及性和技术价格方面做出努力。
最后,可自带燃料运动的软体机器人“八爪怪”,主要依靠体内携带的双氧水燃料进行供能,而一次携带的能量只能勉强支撑 4~8 分钟的运动。同时,现有的软体机器人自主转向能力几乎为零,急需加装额外传感器实现对障碍物的自动规避,这又涉及整个软体机器人控制系统的优化设计。
当然,从目前来看,软体机器人的设计方法还不成熟,如何平衡灵活性、承载能力和可靠性等指标还存在困难。为进行优化设计,需要建立精确的物理模型,而建立此模型又是一个具有挑战性工作。
总之,软体机器人在我国制造业水平不断提升的当下,其也正准备迎来快速增长期,其也极有可能成为中国下一个经济增长点,随着软体机器人在商业及各行业的落地,中国的软机器人行业将大有可为。
文 | 柯鸣
来源 | 智能相对论
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