當前各個(gè)國家對機器人技術(shù)都是非常的重視，人們生活對智能化要求的提高也促進(jìn)了機器人的發(fā)展，在這樣的背景下，機器人技術(shù)的發(fā)展可以說(shuō)是一日千里，未來(lái)機器人將在以下技術(shù)的基礎上飛速發(fā)展。

 

 

東芝在本周舉辦的 Cutting-EdgeIT& Electronics Comprehensive Exhibition （CEATEC）展會(huì )上發(fā)布了一款全新人形交互機器人，而其最大特色就是可以通過(guò)手語(yǔ)與人交流。

據悉，多虧了關(guān)節中內置的43個(gè)電動(dòng)機，這個(gè)名叫 AikoChihira 的女性角色機器人的肢體運動(dòng)相當自然流暢，這也讓手語(yǔ)表達成為了可能。不過(guò)，機器人動(dòng)作模擬技術(shù)目前還存在諸多限制，東芝計劃在2020年以前推出更為全面智能的手語(yǔ)交互機器人，而實(shí)現這個(gè)目標就必須將語(yǔ)言表達、語(yǔ)音識別、動(dòng)作控制等多個(gè)系統完美結合在一起。值得一提的是，AikoChihira 計劃的最終目標是為老人以及老年癡呆癥患者提供服務(wù)，在陪伴他們的同時(shí)還能幫助醫護人員或者其親人進(jìn)行實(shí)時(shí)監護。

 

除了東芝以外，很多科研機構也參與了AikoChihira 計劃。東芝已經(jīng)和大阪大學(xué)展開(kāi)了深入合作，而后者則一直致力于人形機器人的設計和開(kāi)發(fā)工作，所以AikoChihira 才會(huì )看起來(lái)如此真實(shí)。另外，芝浦科技學(xué)院和湘南工科大學(xué)在運動(dòng)傳感器技術(shù)和機器人驅動(dòng)技術(shù)方面也給予該項目很大幫助，而東芝則創(chuàng )建了AikoChihira 的運動(dòng)控制與協(xié)調算法。

 

 

許多機器人的存在只是為了完成某些工作或特定的任務(wù)，有“情感”的機器人相信大家都只在電影中才會(huì )見(jiàn)到。來(lái)自東南大學(xué)機器人傳感控制實(shí)驗室的吳涓教授透露說(shuō)，該實(shí)驗室的研究團隊已完成了情感交互機器人的初步設計。

 

一般來(lái)說(shuō)，當人和機器人接觸的時(shí)候，由于機器缺乏可辨認的性格，因此和人沒(méi)有情感的互動(dòng)。吳涓表示，其實(shí)只要把人的表情、動(dòng)作的特定的信號提取出來(lái)，再交給機器人，那么它就會(huì )識別人的表情，辨別別人對它的動(dòng)作到底是粗暴還是友好，從而做出相應的反應，可以與人的情感形成互動(dòng)。

經(jīng)初步設計，這個(gè)機器人通過(guò)提取人的嘴部、眼睛的幾十個(gè)甚至數百個(gè)關(guān)鍵點(diǎn)的數據信號，從而能夠非常準確地讀懂人的高興、憤怒、憂(yōu)傷等種種表情，并將它們模擬出來(lái)。通過(guò)感覺(jué)、觸覺(jué)的設計，該機器人也能夠分辨對它進(jìn)行的是撫摸還是按壓、打擊等動(dòng)作，如果對它撫摸，它會(huì )開(kāi)心地笑，如果對它打壓，它則會(huì )表現出很憂(yōu)傷，是個(gè)有感情的機器人。

 

吳涓分析說(shuō)，由于目前對于人的情感的科學(xué)基礎研究還不夠，因此目前研究出來(lái)的情感交互機器人其實(shí)和真人的情感交互還有很大的距離，它只是能夠識別一些簡(jiǎn)單的表情，對于動(dòng)作的識別也局 限于一些固定的動(dòng)作，但是未來(lái)隨著(zhù)人機交互技術(shù)的進(jìn)一步發(fā)展，我們和機器人的“情感”交流將會(huì )越來(lái)越順暢。

 

機器人在大部分人眼里一直都是像擎天柱一樣的鋼筋鐵骨，不過(guò)事實(shí)并不總是這個(gè)樣子的。最近，來(lái)自美國普渡大學(xué)的研究人員就發(fā)明了一種由輕質(zhì)惰性泡沫材料制成的軟體機器人，為了讓它像機器手臂一樣可以自由彎曲，研究人員還在在泡沫材料的表面覆蓋了一層特殊的“衣服”，而這層聚合物纖維在受熱的情況下可以自由改變形狀和堅硬度，作用就如同附著(zhù)在骨骼上的肌肉一般。

該項目的負責人稱(chēng)，這種能夠變形收縮的機械纖維將被廣泛用于機器人領(lǐng)域，而他們也有計劃以此為基礎研制新型飛行機器人。另外，由于成本低重量輕，機械纖維機器人十分適合用于太空探索，要知道每多將一克物質(zhì)送上太空，整個(gè)發(fā)射成本都會(huì )顯著(zhù)增加，而美國航空航天局也已經(jīng)開(kāi)始著(zhù)手研究這類(lèi)軟體機器人。不僅如此，對于醫療領(lǐng)域來(lái)說(shuō)機械纖維也是一種極好的材料，比如可以制成骨折病人的外固定支架，在提高固定效果的基礎上又減輕了患者的負擔。

 

 

據英國《每日郵報》9月23日報道，美國北卡羅來(lái)納州一個(gè)科研團隊日前研發(fā)出一種可進(jìn)行自我修復的變形液態(tài)金屬，距離打造“終結者”變形機器人的目標更進(jìn)一步。

 

科學(xué)家們使用鎵和銦合金合成液態(tài)金屬，形成一種固溶合金，在室溫下就可以成為液態(tài)，表面張力為每米500毫牛頓。這意味著(zhù)，在不受外力情況下，當這種合金被放在平坦桌面上時(shí)會(huì )保持一個(gè)幾乎完美的圓球不變。當通過(guò)少量電流刺激后，球體表面張力會(huì )降低，金屬會(huì )在桌面上伸展。這一過(guò)程是可逆的：如果電荷從負轉正，液態(tài)金屬就會(huì )重新成為球狀。更改電壓大小還可以調整金屬表面張力和金屬塊粘度，從而令其變?yōu)椴煌Y構。

北卡羅來(lái)納州立大學(xué)副教授邁克爾·迪基（MichaelDickey ）說(shuō)：“只需要不到一伏特的電壓就可改變金屬表面張力，這種改變是相當了不起的。我們可以利用這種技術(shù)控制液態(tài)金屬的活動(dòng)，從而改變天線(xiàn)形狀、連接或斷開(kāi)電路等。”

 

此外，這項研究還可以用于幫助修復人類(lèi)切斷的神經(jīng)，以避免長(cháng)期殘疾。研究人員宣稱(chēng)，該突破有助于建造更好的電路、自我修復式結構，甚至有一天可用來(lái)制造《終結者》中的T-1000機器人。

 

新一代微型生物機器人能收縮肌肉。美國伊利諾斯大學(xué)厄本那香檳分校工程師展示了一類(lèi)行走“生物機器人”（bio-bots ），由肌肉細胞推動(dòng)、電脈沖控制，研究人員能對其發(fā)號施令。相關(guān)論文在線(xiàn)發(fā)表于最近的美國《國家科學(xué)院學(xué)報》上。

 

“不管你想制造任何種類(lèi)的生物機器人，由細胞驅動(dòng)的生物刺激都是一項基本要求。”負責這項研究的伊利諾斯大學(xué)厄本那香檳分校生物工程主管拉什德·巴什爾說(shuō)，“我們正在把工程原理與生物學(xué)整合在一起，設計開(kāi)發(fā)生物機器人和用于環(huán)境、醫療方面的系統。生物學(xué)非常強大，如果我們能學(xué)習利用其優(yōu)勢，將帶來(lái)許多好東西。”

 

巴什爾小組用3D打印技術(shù)造出一種柔韌的水凝膠和活細胞組成的生物機器人。以前，他們也曾用跳動(dòng)的小鼠心臟細胞造出一種能自己“行走”的生物機器人，但心臟細胞不停地收縮，讓他們無(wú)法控制機器人的運動(dòng)。因此要用心臟細胞來(lái)設計生物機器人是很困難的，它不能隨意開(kāi)關(guān)、加快或減慢速度。

新設計的生物機器人受自然的肌腱骨骼啟發(fā)。據物理學(xué)家組織網(wǎng)近日報道，他們用3D打印水凝膠制成主骨，既能支持生物結構，又能像關(guān)節一樣彎曲。再把一條肌肉錨在主骨上，就像肌腱把肌肉附著(zhù)在骨骼上。生物機器人的速度由電脈沖頻率來(lái)控制，頻率越高，肌肉收縮越快，生物機器人也就走得越快。

 

“骨骼肌細胞很有吸引力，你可以用外部信號來(lái)調整它的步調。”巴什爾說(shuō)，“比如設計一種設備，讓它能在感覺(jué)到某種化學(xué)物質(zhì)或接到某個(gè)信號時(shí)開(kāi)始工作，可以使用骨骼肌。我們把它作為設計工具之一，工程師在設計時(shí)，還有不同的方案。”

 

“這完全是自然的，我們的研究基于仿生設計原則，如肌肉骨骼系統的自組織。”論文第一作者、研究生卡洛琳·茨威特科維奇說(shuō)，“本成果代表了生物機器開(kāi)發(fā)與控制方面的重要一步，能夠刺激、訓練或培養它們來(lái)工作。這種系統最終可能發(fā)展成一代生物器，用于藥物遞送、手術(shù)機器人、‘智能’移植、移動(dòng)環(huán)境分析器等。”

 

下一步，研究人員將加強對生物器運動(dòng)的控制，像集成神經(jīng)元那樣，用光或化學(xué)物質(zhì)控制生物器向不同方向運動(dòng)。“我們的目標是把這些設備用作‘自主傳感器’。”巴什爾說(shuō)，“比如，讓它能感覺(jué)到某種化學(xué)物質(zhì)，朝它運動(dòng)并釋放中和劑。刺激控制生物器是向此目標邁進(jìn)的一大步。

 

 

據國外媒體報道，目前，美國加州大學(xué)最新研制一款具有“透視眼”能力的機器人，在兩個(gè)機器人之間釋放無(wú)線(xiàn)信號，通過(guò)測量信號強度的變化，將觀(guān)察發(fā)現墻壁內部的物體。該技術(shù)可用于尋找困陷在建筑物中的傷員，或者監控家中的老年人。

該系統是由美國加州大學(xué)科學(xué)家YasaminMostofi 博士最新研制的，這兩個(gè)機器人裝配著(zhù)輪子，一個(gè)釋放無(wú)線(xiàn)信號，另一個(gè)探測接收信號強度。

 

當機器人環(huán)繞正方形混凝土建筑物時(shí)，彼此離開(kāi)視線(xiàn)范圍之內，它們能夠計算出建筑物內部的事物，甚至可以識別出人類(lèi)。其工作原理是當途經(jīng)墻壁和其它物體時(shí)，測量信號強度的衰減程度。

 

通過(guò)測量無(wú)線(xiàn)信號的衰減情況，機器人可以繪制一張視覺(jué)地圖，呈現觀(guān)測大約100秒的透視景象。研究人員指出，這項研究結果非常令人滿(mǎn)意，誤差不超過(guò)5厘米。

 

研究小組表示，我們的目標僅是使用無(wú)線(xiàn)信號透視厚墻壁觀(guān)察完全未知區域。這項技術(shù)可由任何無(wú)線(xiàn)激活裝置實(shí)現，目前我們賦予機器人“透視眼”功能。

 

雖然一些現代無(wú)人操控機器人使用激光掃描器觀(guān)察前方的物體，但卻不能透視鄰近的物體或者墻壁。研究人員指出，這項最新技術(shù)將是機器人運動(dòng)設計的革命性創(chuàng )新，賦予無(wú)人操控機器人一些新的功能。

 

他們認為這項技術(shù)潛在廣泛應用，其中包括：地震災難之后的搜尋和營(yíng)救工作。“透視眼機器人”無(wú)需挖掘便能檢測探索考古遺址。

 

不要以為機器人的敏感度很差。美國麻省理工學(xué)院（Massachusetts Institute of Technology， MIT ）視覺(jué)科學(xué)學(xué)科聯(lián)合波士頓東北大學(xué)研究團隊近日成功研制了一種觸覺(jué)傳感器GelSight ，比人類(lèi)的手指更加靈活敏感。

 

此次麻省理工學(xué)院及東北大學(xué)聯(lián)合研究團隊開(kāi)發(fā)的“機器人手指傳感器”突破了此前機器人手部關(guān)節不靈敏等限制，甚至比人類(lèi)手指更加靈活敏感，因此受到了各界矚目。該傳感器不是以機器來(lái)辨識觸覺(jué)，而是以3D視覺(jué)實(shí)時(shí)定位物體的方位，以實(shí)現對物體的識別和傳感。

據悉這種技術(shù)比人類(lèi)的手部觸覺(jué)靈敏約100倍。 GelSight 內置有紅色、黃色、白色、藍色等照明設備， GelSight 可根據指示的信號迅速做出反應，根據麻省理工學(xué)院方面公開(kāi)的演示視頻更可直觀(guān)的感受到 GelSight 的強大功能。裝置了 GelSight 傳感器的機器人可輕松拔出裝置在電腦上的USB，但未裝置 GelSight 的機器人則無(wú)法完成該動(dòng)作。

 

據悉， GelSight 最大的特征在于，最快的辨識物體的視覺(jué)信號，并馬上將其轉化為觸覺(jué)信號。

 

 

日本綜合型化學(xué)企業(yè)旭化成將于9月1日發(fā)售可以像橡皮筋那樣伸縮的電線(xiàn)?！度毡窘?jīng)濟新聞》8月26日報道說(shuō)，通過(guò)在具有彈性的聚氨酯纖維（中國稱(chēng)：氨綸） 中以螺旋狀嵌入可通電的導線(xiàn)，使得電線(xiàn)可以伸縮，且不易出現松弛。與容易松弛的以往電線(xiàn)相比，自由自在的變形將成為可能。旭化成力爭將這種電線(xiàn)應用于實(shí)現復雜動(dòng)作的擬人機器人和穿戴型輔助機器人。

該電線(xiàn)由旭化成其旗下子公司、從事紡織業(yè)務(wù)的旭化成紡織公司開(kāi)發(fā)。在拉伸時(shí)可以伸長(cháng)至1.4倍，同時(shí)在反復彎曲直至斷線(xiàn)的耐久性方面也是以往產(chǎn)品的10-100倍。

 

以樹(shù)脂材料作為保護的一般電線(xiàn)在用于機器人時(shí)，在手腕做彎曲動(dòng)作等的情形下，容易形成松弛或纏繞。而旭化成開(kāi)發(fā)的這種伸縮性電線(xiàn)將可以依照其實(shí)施的擬人動(dòng)作合理布線(xiàn)。

 

首先，面向彎曲部分使用電線(xiàn)的工業(yè)機器人，旭化成將開(kāi)拓以往產(chǎn)品的替代性需求。該公司將以“ROBODEN” （意為機器人電線(xiàn)）的產(chǎn)品名，通過(guò)米思米集團總部的電子商務(wù)網(wǎng)站銷(xiāo)售。在價(jià)格方面，1米以?xún)乳L(cháng)度為3萬(wàn)日元（約合人民幣1772元）左右。旭化成計劃向電子企業(yè)和精密機械企業(yè)等銷(xiāo)售，力爭3年內實(shí)現3億日元左右的銷(xiāo)售額。

 

相信對于有密集恐懼癥的人來(lái)說(shuō)，看到1000只排得密密麻麻的小機器人在桌面上一起移動(dòng)絕對不會(huì )感到好受。不過(guò)這仍無(wú)法阻礙哈佛大學(xué)的工程師們打造這樣的系統。據悉，研究團隊使用了1000只組裝簡(jiǎn)易的小型機器人，每個(gè)造價(jià)20美元。 據介紹，每組裝一個(gè)這樣的機器人需要5分鐘的時(shí)間，也就是，他們花費了83多個(gè)小時(shí)完成了這項艱巨的任務(wù)。

之后，他們?yōu)檫@些小小的機器人提供了多套算法，這樣它們就能移動(dòng)形成多種形狀。

 

團隊負責人、哈佛大學(xué)電子工程師Michael Rubestein 介紹道：“我們打造了一群機器人版的 蜂群 ，它專(zhuān)門(mén)以大部隊的形式工作。不過(guò)（這套系統）也存有一個(gè)缺陷，那就是機器人的功能性并不強大，并且還有諸如噪音距離傳感及移動(dòng)困難等多個(gè)可變因素。”Rubenstein 表示，他們希望打造一套可以完成復雜全局任務(wù)的機器人“蜂群”。

 

目前，這套系統面臨的最大問(wèn)題并不是組裝所需花費的時(shí)間，而是如何開(kāi)發(fā)出一套可以精準控制這群小機器人的算法。

 

就目前來(lái)看，現在這套系統更多的像是機器人對自己的編程控制，而不是執行一個(gè)可讓人類(lèi)受益的任務(wù)。另外，Rubenstein 表示，他們未來(lái)將可能用更小的機器人打造一個(gè)更大的“蜂群”，進(jìn)而了解控制體積更小機器人的方法。

 

 

一個(gè)被稱(chēng)為Minibuilders的全新3D打印建筑機器人套件，可以像建筑工人那樣3D打印出一間房屋，其快速、低價(jià)、安全讓建筑機器人將有可能成為下一代強大的建筑必備工具。

 

其運作方式基本上和同類(lèi)型的無(wú)人建筑機器人一樣，逐層澆筑流體建筑材料。但是它最大的不同，就是可以打印的建筑體積更大，而且設計方法也與眾不同。

 

這套系統的核心是一個(gè)龐大的主部件，有兩個(gè)裝有液化合成大理石的大型圓筒，大理石經(jīng)獨特的配方制成。氣胎注射筒會(huì )通過(guò)長(cháng)長(cháng)的管子推動(dòng)材料，那些管子將被安置在一個(gè)建筑工地上，與三個(gè)敏捷的專(zhuān)業(yè)附屬機器人協(xié)同工作。有些研究人員會(huì )覺(jué)得自己就像是一個(gè)建筑師，把自己的建筑構想通過(guò)一個(gè)巨大的獨立機器變成現 實(shí)，而Minibuilders的團隊扮演角色就像是一個(gè)“包工頭”，在建設過(guò)程中“招募”各相關(guān)領(lǐng)域里的建筑專(zhuān)業(yè)資源。

和構建傳統建筑物一樣，建筑流程需要從一個(gè)堅實(shí)的地基開(kāi)始。“地基機器人”是一臺裝配了傳感器的設備，可以沿著(zhù)地上標記的線(xiàn)進(jìn)行工作。建筑師可以在建筑臺上面先勾勒出建筑的輪廓，然后地基機器人就開(kāi)始進(jìn)行連續螺旋式循環(huán)，澆筑好前20層建筑材料?；旧?，我們可以把這個(gè)地基機器人看作是一個(gè)從底層開(kāi)始堆積建筑材料的“建筑師”。

 

　一旦地基鋪好，建筑工人可以把一個(gè)“抓握機器人”緊夾在地基上面，它和地基緊密的黏合在一起，瞬間就能變成從世界上最先進(jìn)的 “小鏟刀”。

 

抓握機器人的噴嘴可以水平移動(dòng)，使用更多材料在地基基礎上來(lái)創(chuàng )造建筑，它還可以在建筑物上面增加動(dòng)態(tài)紋理。在澆筑一層全新材料的時(shí)候，為了加速材料的干燥固化速度，抓握機器人還配置了一對加熱器，這對加熱器可以吹出熱風(fēng)，熱固大理石混合。由于材料堅硬，支持在水平方向進(jìn)行擴展，因而機器人可以打印屋頂或其他懸臂結構。

 

可以肯定的是，Minibuilders將在未來(lái)建筑機器人領(lǐng)域里扮演一個(gè)非常重要的角色。