你想要一群积木机器人吗?

体娱   2024-09-14 06:55   海南  

  你看过动画电影《超能陆战队》吗?

电影里不只有胖乎乎的机器人“大白”,主角发明的微型机器人也很抢眼,它们既能组合成小型战斗机器人,也能汇集成机械巨浪。在现实中,科学家们开发了类似的机器人,它们就像积木,可以变换出各种组合。


  我造我自己


  月球上,一群机器人正忙碌着。它们一个接一个被装配在一起,很快盖成了一间“毛坯房”,再装上供应设备与保护板等,宇航员来了就能直接入住。


  以上情景是美国麻省理工大学一个研究团队的设想。他们开发了一种被称为“体素”的机器人,以及对应的电动关节。体素有着多面体框架,内部可装载控制芯片、传感器等,体素之间靠框架卡扣相连,也能与电动关节固定在一起。


  这种组合机器人不仅能承重,还能进行爬升、移动等操作;通过调节卡扣,它们能自己把自己组装起来,构成车辆、桥梁、房屋等。

完成任务后,它们能自行拆解,组成其他物体或返回存储箱待命。未来,研究人员期望能用10万台体素机器人组装出外星基地。


  虫虫小车


  一辆小车被管道挡住了去路,对它而言这是无法跨越的高度。但更多的小车跟了上来,它们连成串,像毛毛虫那样蠕动,顺利爬过了管道。在崎岖不平的路面上,小车们又散开,重组成六足爬虫,靠摆动“腿”来移动……


  这是德国一所大学开发的机器人“CoSMO”,它们共有60台,每台都配备了电机与传感器,能够独立运行,在平地上移动并自行侦察环境。面对复杂地形时,它们又聚集组成不同的形态,以滚动、蠕动、爬行等方式移动。研究者希望未来能将其用在搜索救援或外星探索任务中,以减少人类的风险。


  百变家具


  某人住在繁华的大城市中,他的房间很狭窄,却十分空旷,里面几乎没有家具。当他回到家,说出一句语音命令,一排小球就迅速从地板中爬出,堆叠成一张板凳;边吃饭边看手机时,一排小球又出动,一端抓住桌角,另一端举起手机,并随着他的视线移动,让他时刻都能看到屏幕。需要睡觉时,再一声令下,小球们又回到地板下,使房间恢复整洁。


  瑞士一所大学制造了这款家具机器人,旨在用它为狭小的住房节省空间,或帮助行动不便的人。它们不仅能组合成桌椅等家具,还能改造现有的家具,比如将一张普通椅子变成可以自行前进的轮椅。


  模块化机器人


  以上这些机器人都属于模块化机器人。传统的机器人通常是为某种任务量身定制的,如四足运输机器人、侦查无人机,与它们相比,模块化机器人的结构则非常简单,但通过增加机器人的数量并组合成不同的形态,就能实现不同的功能,适应多种环境与任务。单个机器人也很容易制造,当机器人集群出现故障时,替换损坏的个体,就能完成自我修复。


  不过,模块化机器人目前仍处于基础研究阶段,尚未投入实用。如何让集群中的个体默契配合,更加灵活地变形与移动,需要研究者继续改进算法。


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