軟體機(jī)器人

波蘭團(tuán)隊(duì)打造毛毛蟲機(jī)器人：驅(qū)動(dòng)和控制全靠光線

波蘭華沙大學(xué)物理學(xué)院研究團(tuán)隊(duì)運(yùn)用液晶彈性體科技（該技術(shù)最初由佛羅倫薩LENS研究所研發(fā)），打造了一款15毫米長的仿生微型軟體機(jī)器人，它能夠模仿毛毛蟲的步態(tài)。值得一提的是，這款機(jī)器人能從綠色光線中吸收能量，并由激光射線控制。除了在平面上爬行，它還能爬過小坡、擠過縫隙，還能運(yùn)輸東西。

液晶彈性體（LCE）是一種智能材料，它能夠在可見光的照射之下改變形狀。在結(jié)合了最新研發(fā)的技術(shù)之后，它能通過預(yù)先設(shè)定的驅(qū)動(dòng)性能，將這些柔性物質(zhì)變成任意一種三維形狀。這種由光線驅(qū)動(dòng)的變形將能使單片LCE結(jié)構(gòu)在無需許多離散致動(dòng)器的情況下，進(jìn)行復(fù)雜的動(dòng)作操作。

研究人員希望這種新型材料、制作技術(shù)和設(shè)計(jì)策略可以打開微型軟體機(jī)器人的新大門，讓更多科學(xué)家創(chuàng)造更多微型和毫米級(jí)的機(jī)器人，并讓這些機(jī)器人擁有更多的技能，比如游泳（表面或水下），甚至飛行。

世界上第一個(gè)完全軟體自驅(qū)動(dòng)機(jī)器人，用“氣動(dòng)”取代“電動(dòng)”

長期以來，機(jī)器人界一直希望造出通體由軟性材料構(gòu)成的機(jī)器人，但開發(fā)出柔性的供能和控制元件一直是難點(diǎn)，例如現(xiàn)在很多研究人員紛紛都在開發(fā)柔性電池和電路板。

在8月24日的《自然》科學(xué)雜志上， 哈佛維斯生物工程研究所（Wyss Institute for Biologically Inspired Engineering）發(fā)表了名為《全軟體自主機(jī)器人的一體化設(shè)計(jì)與制造策略》（An integrated design and fabrication strategy for entirely soft， autonomous robots）的論文。哈佛大學(xué)的研究人員采取了不同以往的方法，他們獨(dú)辟蹊徑，制造出了世界上第一個(gè)完全軟體的且自我驅(qū)動(dòng)的機(jī)器人，它可以獨(dú)立運(yùn)行4~8分鐘。

這個(gè)外形類似小章魚的機(jī)器人真正具有里程碑意義的特點(diǎn)是：在沒有電池和電路板的情況下，實(shí)現(xiàn)自我驅(qū)動(dòng)。具體而言，它不是傳統(tǒng)的“電動(dòng)”的，而是“氣動(dòng)”的。

“小章魚”依靠體內(nèi)的化學(xué)反應(yīng)供能，這個(gè)化學(xué)反應(yīng)里，少量的過氧化氫轉(zhuǎn)變成了大量氣體，這些氣體流入“小章魚”的手臂，給手臂充氣從而引發(fā)運(yùn)動(dòng)。

納米機(jī)器人

世界首個(gè)納米魚機(jī)器人，在你的血管里運(yùn)送藥物

據(jù)美國《新科學(xué)家》9月報(bào)道，近日科學(xué)家受魚的游泳動(dòng)作啟發(fā)，研發(fā)出一款全新的“納米魚機(jī)器人”，可以應(yīng)用于在人體內(nèi)輸送藥物。

這個(gè)納米魚的體積十分小，比一粒沙子要小100倍?！凹{米魚”由磁驅(qū)動(dòng)，內(nèi)含微小的金和鎳組件，中間由銀制的鉸鏈作為連接。它游泳的速度和方向受磁場的方向和力量所決定。

研發(fā)該機(jī)器人的是加州大學(xué)圣地亞哥分校的研究人員，他們希望自己的發(fā)明能夠應(yīng)用于醫(yī)療領(lǐng)域，比如把鎮(zhèn)痛藥物傳輸?shù)缴眢w需要的特定部分。

盡管其他團(tuán)隊(duì)也開發(fā)出類似功能的“納米游泳機(jī)器人”，但是他們大部分長得更像是一個(gè)小潛水艇，而如何讓納米機(jī)器人向前推進(jìn)，傳統(tǒng)的靈感來自于細(xì)菌螺旋狀的尾部。實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，這個(gè)“納米魚”比以往的類似功能的機(jī)器人更加有效。

無人機(jī)

帝國理工研發(fā)無人機(jī)無線供電技術(shù)，續(xù)航有保障

多數(shù)基于機(jī)載電池的多軸無人機(jī)在單次充電后，續(xù)航時(shí)間都難以超過30分鐘，這讓它們執(zhí)行任務(wù)的能力受到了很大的限制。盡管我們可以通過電纜將能源輸送給無人機(jī)，但是局限性還是很大——這僅適用于懸浮觀察之類的小范圍應(yīng)用。

為了解決這個(gè)問題，日前，來自倫敦帝國理工學(xué)院的科學(xué)家們研發(fā)了一款無需電池和輸送電力的纜線就可以充電的新型無人機(jī)——它在飛行的過程中能無線攝取電量。

這項(xiàng)研究基于一架現(xiàn)成的迷你四軸飛行器?？茖W(xué)家們先是移除了無人機(jī)上的電池，然后在機(jī)身外表纏上了銅線圈。除此之外，研究人員還利用電路板、電源和銅線圈打造了一個(gè)獨(dú)立的無線電力傳輸平臺(tái)。當(dāng)無人機(jī)接近這個(gè)平臺(tái)后，機(jī)上的銅線圈就會(huì)作為磁場的接收天線，產(chǎn)生交變電流，然后無人機(jī)上的修正電子會(huì)把整流轉(zhuǎn)換成直流，從而為無人機(jī)供電。這項(xiàng)技術(shù)被稱為“電感耦合”（Inductive Coupling），早在 Nicola Tesla（塞爾維亞裔美籍科學(xué)家，生于1856年，卒于1943年）時(shí)期就被研發(fā)出來了。

另外，除了為飛行中的無人機(jī)不斷充電之外，這項(xiàng)技術(shù)還可以用來為機(jī)載電池進(jìn)行充電，這樣一來，無人機(jī)就不需要著陸充電或是更換電池，也就是說，它們的飛行時(shí)間可以延長很久。

無人機(jī)避障不再老大難，Vijay Kumar 用彈性減震另辟蹊徑

在賓夕法尼亞大學(xué)的 GRASP Lab 中，由 Yash Mulgaonkar， Luis Guerrero-Bonilla、Anurag Makineni 以及大名鼎鼎的 Vijay Kumar 教授組成的研究團(tuán)隊(duì)一直在努力研究，如何讓四軸無人機(jī)順利穿過玻璃。由此，他們提出了一個(gè)幫小型無人機(jī)實(shí)現(xiàn)導(dǎo)航和避障的簡易方法：給它們安一個(gè)減震結(jié)構(gòu)，讓它們自個(gè)兒飛去吧，不會(huì)有事兒的。

在無人機(jī)的研發(fā)過程中，賓大 GRASP Lab 團(tuán)隊(duì)想要尋求生物學(xué)方面的靈感，于是他們的關(guān)注點(diǎn)在于有彈性的小型無人機(jī)。最后，這個(gè)團(tuán)隊(duì)推出了一系列重約25克、長僅10公分的寬版微型無人機(jī)。每架無人機(jī)都有一個(gè)輕量級(jí)的、形狀類似綱踄克的自動(dòng)復(fù)原減震結(jié)構(gòu)。它由熱固化的紗質(zhì)材質(zhì)構(gòu)成，包含了1萬2千股碳纖維。這款微型無人機(jī)可以由一個(gè)簡單的控制器操縱，它“不需要考慮其他機(jī)器人或是障礙所處的位置，也不需要具備碰撞反應(yīng)機(jī)制。”它需要做的就是讓微型無人機(jī)更加穩(wěn)定，然后將它們導(dǎo)向目標(biāo)位置。它的運(yùn)行過程非常流程，甚至當(dāng)機(jī)器人沒有識(shí)別到障礙以及其他微型無人機(jī)時(shí)也可以正常運(yùn)行。

運(yùn)動(dòng)

NABiRoS 機(jī)器人要像螃蟹一樣橫著走，另辟蹊徑挑戰(zhàn)仿人類行走難題

隸屬加利福尼亞大學(xué)洛杉磯分校的 Dennis Hong 機(jī)器人及機(jī)械實(shí)驗(yàn)室（ RoMeLa ）提出了一項(xiàng)全新的機(jī)器人設(shè)計(jì)方案——讓機(jī)器人采取全新的雙足步行方式。通過擬人設(shè)計(jì)與類人化側(cè)身實(shí)驗(yàn)，他們已經(jīng)能夠創(chuàng)造出穩(wěn)定又敏捷的機(jī)器人，不僅操作簡單而且價(jià)格便宜。

Hong 表示：“與完全模仿人類行走不同，我們提出的是一種簡單的解決方案：我們在這種全新的結(jié)構(gòu)配置中加入了‘機(jī)械智能’為機(jī)器人的速度、穩(wěn)定性與易用性提供幫助，使得“機(jī)器人移動(dòng)”能夠在現(xiàn)實(shí)生活中實(shí)用有效?！?/p>

RoMeLa 是資深類人機(jī)器人研究團(tuán)隊(duì)，我們知道的 DARwIn、CHARLI、SAFFiR 與 THOR 都出自他們之手。這些現(xiàn)有成果全部采用傳統(tǒng)人形設(shè)計(jì)，盡可能去模仿人類外觀與能力。

新突破，波士頓動(dòng)力的 Atlas 會(huì)走“梅花樁”了

Atlas 最近確實(shí)有了較大提升，借助佛羅里達(dá)理工學(xué)院人類和機(jī)器人認(rèn)知（IHMC）研究人員開發(fā)的算法，雖然有些踉踉蹌蹌，但它能做出許多此前根本不敢想象的動(dòng)作了。

現(xiàn)在，當(dāng) Atlas 遇到一個(gè)不均勻的立足點(diǎn)，它會(huì)像你我一樣先將腳伸過去探一下虛實(shí)，確定立足點(diǎn)足夠安全后它才會(huì)信心百倍的將全身的重量轉(zhuǎn)移過去。如果下一步依然忐忑，Atlas 依然會(huì)重復(fù)之前的試探動(dòng)作。整個(gè)過程中，為了保持平衡研發(fā)人員將 Atlas 快速和動(dòng)態(tài)的步伐與角動(dòng)量結(jié)合了起來。

每秒跳躍2.2米，世界最敏捷的跳躍機(jī)器人誕生

在剛剛發(fā)布的全新版《機(jī)器人科學(xué)》期刊中，Haldane 與 M. M. Plecnik、J. K. Yim 、R. S. Fearing 聯(lián)合展示了一款只有 100 g 重但彈跳驚人的機(jī)器人設(shè)計(jì)——他們利用夜猴的彈跳秘密成功研發(fā)出前所未有的敏捷的機(jī)器人。

彈跳的有效運(yùn)動(dòng)絕不僅僅在于你能夠跳的多遠(yuǎn)——更關(guān)鍵的也在于你能達(dá)到的彈跳頻率。研究者們提到的“敏捷度”是指機(jī)器人在不斷跳躍過程中能達(dá)到的跳躍高度，更專業(yè)的說法是“跳躍系統(tǒng)在不斷重復(fù)跳躍時(shí)能達(dá)到的最大平均垂直速度”。如果是夜猴，0.78 秒的時(shí)間內(nèi)能跳到 1.7 米的高度，那么敏捷度就是 2.2 m/s。