2018年是機(jī)器人技術(shù)和機(jī)器人開發(fā)大豐收的一年──無(wú)論是家庭、工業(yè)、醫(yī)療、生物和玩具等產(chǎn)業(yè)都在各自領(lǐng)域取得了顯著的進(jìn)展，帶來(lái)更新的機(jī)器以及先進(jìn)的人工智能(AI)。

然而，2018年也發(fā)生了幾起令人遺憾的壞消息，事實(shí)上，像生產(chǎn)Baxter機(jī)器人的Rethink Robotics因?yàn)殇N售狀況不佳而倒閉了。同樣地，社交機(jī)器人Jibo的情況也是如此，Jibo公司幾乎整個(gè)消失了，還有一家Mayfield Robotics的家庭助理Kuri一樣無(wú)疾而終。

如同任何技術(shù)一樣，當(dāng)新的硬件進(jìn)入市場(chǎng)時(shí)，舊技術(shù)可能會(huì)被淘汰或者加以更新成為最新版本，2018年在機(jī)器人領(lǐng)域可以看到一些新的進(jìn)展，并正以各種方式改變著我們的生活。從家庭助理到協(xié)助改善環(huán)境，機(jī)器人將繼續(xù)發(fā)展，承擔(dān)我們分配給他們的任何任務(wù)。在今年的最后一周，我們將以圖集回顧過去一年來(lái)推出的新機(jī)器人及其不可錯(cuò)過的技術(shù)，并預(yù)測(cè)來(lái)年的新機(jī)器人發(fā)展趨勢(shì)。

1: Atlas機(jī)器人大秀“跑酷”新招

波士頓動(dòng)力(Boston Dynamics)的Atlas人形機(jī)器人(基于PETMAN)自2013年亮相以來(lái)已經(jīng)走過了漫長(zhǎng)的道路。這款機(jī)器人剛剛推出時(shí)，由美國(guó)國(guó)防部先進(jìn)計(jì)劃署(DARPA)進(jìn)行監(jiān)督。DARPA項(xiàng)目經(jīng)理Gill Pratt還把Atlas與一名1歲幼童相比較，他說：“一個(gè)1歲的孩子幾乎不會(huì)走路，1歲的孩子經(jīng)常會(huì)摔倒。但當(dāng)你看到這個(gè)機(jī)器人并與科幻小說相比較時(shí)，你就會(huì)知道這正是我們現(xiàn)在的進(jìn)展?！?/p>

光達(dá)(Lidar)則有助于避開障礙物并導(dǎo)航地形。它現(xiàn)在能跑步、跳過障礙物，甚至還會(huì)后空翻。

2: MINERVA-II探測(cè)機(jī)器人捕捉Ryugu小行星動(dòng)態(tài)

日本宇宙航空研究開發(fā)機(jī)構(gòu)(JAXA)幾個(gè)月前登上了報(bào)紙頭條，當(dāng)時(shí)其MINERVA-II漫游探測(cè)器從無(wú)人駕駛的隼鳥2號(hào)(Hayabusa2)宇宙飛船投放，成功著陸小行星“龍宮」(Ryugu)。一抵達(dá)小行星表面，2臺(tái)機(jī)器人漫游車(Rover-1A和1B)即脫離載具并成功拍攝到小行星的影像和視訊，象征全世界第一個(gè)在小行星表面移動(dòng)的機(jī)器人觀測(cè)。

漫游車在小行星的低重力場(chǎng)中跳躍，使用載具內(nèi)部一對(duì)旋轉(zhuǎn)質(zhì)量產(chǎn)生的扭矩。每部漫游車配備立體攝影機(jī)、廣角攝影機(jī)和溫度計(jì)，而太陽(yáng)能電池和雙層電容器則提供動(dòng)力。

3: Sony限量版電子狗Aibo

Sony在1999年推出第一代Aibo機(jī)器人寵物狗，如今已經(jīng)發(fā)展到第四代了，最新的是ERS-1000。相較于之前的版本，最新版本配備了超緊密的單軸和雙軸致動(dòng)器，為機(jī)器寵物提供了更自然的動(dòng)作——包括搖搖尾巴和耳朵、嘴巴和爪子動(dòng)作等等。

Aibo配備了一對(duì)相機(jī)——有魚眼和SLAM(同步定位和制圖)，用于導(dǎo)航和辨識(shí)障礙物。相機(jī)以及傳感器套件(ToF、測(cè)距、壓力、電容等)讓機(jī)器狗能夠辨識(shí)別人臉。深度學(xué)習(xí)算法幫助機(jī)器人辨別贊美、微笑等表情以及對(duì)撫摸的反應(yīng)能力。Aibo剛剛在美國(guó)以2,899美元的價(jià)格上市，這對(duì)于那些不想花太多時(shí)間照顧寵物的人來(lái)說是個(gè)很棒的圣誕禮物。

4: 可因應(yīng)環(huán)境調(diào)整的模塊化變形機(jī)器人

美國(guó)康奈爾大學(xué)(Cornell University)的工程師開發(fā)了可自動(dòng)變形的模塊化機(jī)器人，能夠自行適應(yīng)周圍環(huán)境，并根據(jù)所需任務(wù)重新配置自己。在必要時(shí)，機(jī)器人還能夠拆卸和更換損壞的組件。這款機(jī)器人配備帶有磁鐵的輪式和立方形模塊，使其得以彼此連接和分離以便于自行重新配置。

每個(gè)模塊都配備了Wi-Fi，使其得以彼此通訊，并使用集中式系統(tǒng)處理來(lái)自機(jī)器人的數(shù)據(jù)。這些模塊連接到配備攝影機(jī)和機(jī)載計(jì)算機(jī)的傳感器平臺(tái)，用于分析機(jī)器人的周圍環(huán)境，為機(jī)器人提供環(huán)境概況，使其得以自行重新配置以因應(yīng)指定的任務(wù)。

5: 機(jī)器人皮膚將物體變成機(jī)器人

耶魯大學(xué)(Yale University)的研究人員設(shè)計(jì)了一種機(jī)器人皮膚(OmniSkins)，能夠使用帶有嵌入式傳感器和致動(dòng)器的彈性片，將無(wú)生命的物體轉(zhuǎn)變?yōu)闄C(jī)器人。例如，當(dāng)放置在可變形物體(填充玩具、絨毛公仔)時(shí)，這種機(jī)器人皮膚可以根據(jù)物體的屬性為物體設(shè)置動(dòng)畫并執(zhí)行各種任務(wù)(運(yùn)動(dòng)、抓取和移動(dòng)物體等)。

還可以使用一個(gè)以上的機(jī)器人皮膚，完成更復(fù)雜的動(dòng)作和運(yùn)動(dòng)，包括同時(shí)壓縮和彎曲，讓泡綿管可以像毛毛蟲一樣移動(dòng)，或甚至是設(shè)計(jì)一件可以糾正不良姿勢(shì)的襯衫。

6: Bolt機(jī)器人教大小朋友學(xué)習(xí)STEM

今年，Sphero趕搭‘STEM’ (科學(xué)、技術(shù)、工程與數(shù)學(xué))學(xué)習(xí)的潮流，推出了Bolt可編程滾動(dòng)機(jī)器人，搭載8 X 8矩陣顯示器，以及可用于追蹤速度、方向與加速的先進(jìn)編程感器。使用者可利用Sphero EDU平臺(tái)為各種游戲編程Bolt、為矩陣顯示器客制文本，甚至使用機(jī)器人的整合IR傳感器與其他Bolt機(jī)器人互動(dòng)。

7: 獅子魚的克星——水下自主機(jī)器人拯救生態(tài)系統(tǒng)

伍斯特理工學(xué)院(Worcester Polytechnic Institute；WPI)的學(xué)生正著手開發(fā)一種自主的海底獵人/殺手(Hunter/Killer)機(jī)器人，可以主動(dòng)搜尋并獵殺困擾著加勒比海的獅子魚入侵——這種獅子魚甚至已經(jīng)威脅到珊瑚和海洋生態(tài)系統(tǒng)。

這種水下機(jī)器人裝備有八個(gè)浮力矛的桶形轉(zhuǎn)盤(類似于左輪手槍)。機(jī)載攝影機(jī)系統(tǒng)主動(dòng)在預(yù)先確定的操作區(qū)域中搜索獅子魚，一旦發(fā)現(xiàn)獅子魚就會(huì)向其發(fā)射矛，然后浮出水面進(jìn)行采集。

這種機(jī)器人還利用了AI、計(jì)算機(jī)視覺和機(jī)器學(xué)習(xí)系統(tǒng)，以區(qū)分“敵人」和“朋友」，這是經(jīng)過為機(jī)器人輸入上千張獅子魚影像訓(xùn)練，才達(dá)到確辨識(shí)的能力。學(xué)生們并展示在AI平臺(tái)輸入成千上萬(wàn)張不能成為瞄準(zhǔn)目標(biāo)的圖片，主要是潛水員以及其他水生動(dòng)物。至今，機(jī)器人的準(zhǔn)確率超過95%，然而，開發(fā)學(xué)生希望在不久的將來(lái)更進(jìn)一步改善。

8: RSTAR機(jī)器人“連滾帶爬」避開障礙物

以色列本˙古瑞安大學(xué)(Ben Gurion University)的研究人員開發(fā)出一種新型機(jī)器人，可以滾動(dòng)、爬行和攀爬以避開障礙物，也可以在狹窄的空間行動(dòng)，適合進(jìn)行搜尋和救援行動(dòng)等任務(wù)。被稱為‘RSTAR’(Rising Sprawl-Tuned Autonomous Robot)的這種機(jī)器人兩臂各配備一排圓形輪子。當(dāng)在平坦的表面上行動(dòng)時(shí)，它會(huì)啟動(dòng)圓形的輪子，而在遇到不平的地形時(shí)，則會(huì)翻轉(zhuǎn)并使用兩邊的輻條，讓機(jī)器人爬行或攀爬。

如果機(jī)器人遇到難以通過的地形時(shí)，還可以伸出手臂，讓身體向前移動(dòng)，然后再將手臂移回原位。更重要的是，它能夠使用輻輪在水管和墻壁上行進(jìn)，深入一般機(jī)器人無(wú)法觸及的區(qū)域。

9: 下一代微型機(jī)器人水上水下行走自如

2018年開始出現(xiàn)了微型機(jī)器人，而哈佛大學(xué)(Harvard University)最新研發(fā)的快哈佛步行微型機(jī)器人(Harvard Ambulatory Microbot；HAMR)可能是其中最特別的，因?yàn)樗軌蛟陉懙?、水面和水下行走，開啟了新的探索領(lǐng)域。新一代HAMR在2013年設(shè)計(jì)，使用了23個(gè)以雷射切割特定樣式的微觀材料層，例如切割成腿的形狀。機(jī)器人的每條腿(共4條)配備一對(duì)微型致動(dòng)器，為其提供了巨大的機(jī)動(dòng)性。

最新版HAMR機(jī)器人的每條腿支持配有襟翼的腳墊，提供表面張力，使其能夠在水上行走。而當(dāng)行走于水面下時(shí)，則會(huì)經(jīng)歷電潤(rùn)濕過程，以減少腳墊的接觸角，讓機(jī)器人得以下沉。而當(dāng)回到陸地行走時(shí)，它需要一個(gè)爬升的坡道，這是研究人員希望在未來(lái)版本改進(jìn)的部份。

10: HRP-5P施工機(jī)器人緩解日本工人短缺？

日本產(chǎn)業(yè)技術(shù)綜合研究所(Institute of Advanced Industrial Science and Technology；AIST)的工程師正在開發(fā)HRP-5P機(jī)器人，期望協(xié)助因應(yīng)日本當(dāng)?shù)亟ㄖと硕倘钡默F(xiàn)狀。機(jī)器人并不是什么事都能做的“萬(wàn)事通”，但是可以處理一部份任務(wù)，例如準(zhǔn)確地懸掛干墻或膠合板。

這款機(jī)器人結(jié)合使用一系列的物體和環(huán)境檢測(cè)，以及全身運(yùn)動(dòng)以執(zhí)行任務(wù)。 AIST希望將機(jī)器人用于工地中較繁重的任務(wù)，讓人類工作人員專注在輕型、低危險(xiǎn)的工作上。

這些機(jī)器人只是今年新推出的機(jī)器人技術(shù)和機(jī)器人開發(fā)計(jì)劃中的一部份，其他還有許多機(jī)器人已經(jīng)開發(fā)完成并應(yīng)用于各種不同的產(chǎn)業(yè)中。機(jī)器人技術(shù)正不斷地融入我們的生活，例如家事服務(wù)和女傭機(jī)器人已經(jīng)存在多年，遠(yuǎn)程機(jī)器人手術(shù)也在迅速成為醫(yī)院的常態(tài)，此外，機(jī)器人自動(dòng)化也正以前所未有的速度推動(dòng)制造業(yè)的發(fā)展。

我們可以預(yù)期這些機(jī)器人技術(shù)趨勢(shì)將會(huì)持續(xù)下去，甚至將隨新技術(shù)出現(xiàn)而加速發(fā)展。無(wú)論你喜不喜歡，機(jī)器人將繼續(xù)在我們的生活中發(fā)揮不可或缺的作用，并且可能成為未來(lái)的生活必需品，就像因特網(wǎng)和智能裝置一樣。