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机器人的创新趋势,第3部分

通过保罗Heney|2016年1月14日,

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我们最近的机器人趋势网络研讨会包括三位伟大的演讲者。这是Mark Bunger的报告。他是Lux Research的副总裁,他和他的团队在行业和科技领域的客户创新战略工作。他于2005年加入Lux,创立并领导了该公司在咨询领域的许多情报服务,从生物燃料和化学品到大数据、农业和医疗保健。他目前的研究重点是生物遗传、工业和环境市场的信息和物质的交叉。
要观看在线研讨会,只需访问://m.fbvote.com/innovative-trends-in-robotics/

robot3我想讲的主题是软机器人如果你还没听说过软机器人,你可以把它看作是一种新方法它适用于整个机器人分类的许多其他部分和分支,比如工业机器人。

典型的,比如机械臂或者有轮子的机器人,还有群机器人,模仿人类的仿生机器人等等。

软机器人是一个谈论更多关于制造机器人所使用的材料的类别,所以实际上,任何一种方法,你都可以看到机器人通常是由金属或硬塑料和钢铁制成的。人们正在研究使用软聚合物、纺织品和其他材料来创造新型机器人,以新的方式工作。

施乐帕洛阿尔托研究中心(Xerox PARC)的研究员艾伦·凯(Alan Kay)说过一句关于未来和创新的格言:“预测未来的最好方法就是创造它。”当你有这样的一个新想法或者你听说过有些事情可能发生在未来,我们做的一件事在我公司或与研究是我们汇集那些我们认为邻近社区开始收敛,创建一个新学科或新技术,在这种情况下,软件产品。

机器人显然需要很多机器人专家,但也有材料,所以这些材料可能是新型聚合物或软的,有弹性的聚合物,有特定的,比如刚度,强度,甚至透明度。重量,很明显是一个考虑因素或者像尼龙这样的纺织品我们通常不会认为是制造机器人的好材料。

当然,还有应用程序和用户所以很多时候当你在工业环境中看到一个机器人,要么它在笼子后面,要么人在笼子后面因为基本上机器人没有很好的引导。他们表明它可以杀死你,基本上可以把你的头撞下来。这是一个危险的地方。在这些领域,传统的硬式机器人可能会对环境中的物体或人类造成潜在威胁,我们正在研究诸如农业或人类护理等领域,在这些领域,软方法可能会起作用。

举个流行文化的例子,如果有人看过电影《超能陆战队》(Big Hero Six),里面有一个又大又胖的看守机器人,这就是所谓的软机器人。这是一个机器人,同样使用空气压力或流体压力和软材料来完成它的工作。

一开始,基本上就是让每个人互相交流,互相解释他们的学科,如果你是一个材料科学家,你可能不太了解机器人。如果你是做机器人的,你可能不太了解,比如农业对如何绘图的需求,比如在视频中你看到从可能生病或干燥的植物上摘叶子。

这三个社区互相交流。他们做演示,在不同类型的项目上进行合作,例如,对需要一起完成的任务进行优先排序,甚至制作原型。你可以看到一些基于纸和工艺的快速原型这些人在几个小时的时间里把它们放在一起。再次,回到这个研讨会和这个空间的要点,我们有三个不同的社区,每个人都认识自己社区里的同事。
机器人人认识机器人人。材料人认识材料人,但他们通常不认识对方。

如果你感兴趣你所看到的,有一个……在黑色板放在桌子上,一个团队的人从美国国家航空航天局和他们的想法,你可以用蜡融化,然后固化在三脚架创造运动的机器人。在左边,你看到有人戴着一个软假体,基本上是膝盖,一个潜在的更好的方式来整合部分机器人假体和他们的人类佩戴者。

就像我说的,合伙人们确实带来了很多好处。其中一个是SRI和SRI,如果你没听说过SRI,就像我说过的,他们发明了SIRI, SIRI和SRI,这个名字不是巧合。他们发明了电脑鼠标但他们也在机器人方面做了很多工作其中一些是为DARPA和政府项目做的。很明显,其中很多都有军事目的,但他们确实在尝试,然后把他们能做的扩展到商业应用。

他们分离出来的一些公司是Intuitive Surgical,这是一家手术机器人公司,人造肌肉,是一种驱动器,但我认为在这个背景下最有趣的是Grabit,所以你可以从这个公司的标志看出它是做什么的。它基本上制造了一种柔软的抓手,适用于纺织制造业。在服装制造业,让机器人与松软的布料互动真的很有挑战性。他们已经找到了解决那个问题的办法。

他们所做的就是使用一种叫做。他们谈论一种现象,更确切地说,叫做电粘附,他们有一种类似于旧35毫米胶片的夹具。这是一个灵活的塑料薄膜,没有任何刚性或结构本身,但是当你当前适用于它,它基本上相当于静电粘附,东西…,形成一个非常紧密的纽带。

正如你从这个例子中看到的,盒子是一个非常方形的结构,但夹持器符合它的不同角度,你可以看到很多缺乏精度的地方,一些环境受到限制,这不是这个方法的问题。基本上,夹持器会在角和边缘找到一个可以粘住的表面。
这个公司,就像我说的,是从SRI分离出来的。他们最近获得了600万美元的A轮融资,他们还得到了ABB的战略投资,ABB显然是制造机器人的公司,还有耐克,耐克也在寻找能够更有效地生产夹克和裤子之类东西的地方。

这是软件产品应用程序的一个例子。在这种情况下,SoftRobotics实际上是公司的名称,也是它所在的类别。它们主要做的是制作黏糊糊的抓手。如果你不知道一个西红柿或鸡蛋的形状或者类似的东西,你想尝试和挑选,基本上,这是哈佛怀特赛兹研究小组开发的一项技术,后来发展出来,他们现在有大约五名员工。

基本上,他们所做的是,如你所见,这个蓝色的柔软的抓手,它允许很多应用程序,当物体被拾起的时候是非常柔软的或者是有点不寻常的或者是不可预测的形状。再一次,我们之前讨论过将视觉作为控制机制,反馈和控制机制当环境是非结构化的。

你可以把软机器人想象成一个机器人也是非结构化的环境。它的控制不那么精确,几何形状也不像经典的硬机器人那样有独立的马达和内置的真正闭环反馈回路。我们包含的许多软机器人都使用视觉。换句话说,当他们抓住某样东西的时候他们看到了,并把它作为扣除控制器。

这是我们关注的另一家公司在这个领域,然后是第三家,我认为它非常有趣,与前两家非常不同。它用的是钳子,但实际上它用的是整个手臂,用的是纺织品,除此之外,你可以看到。它利用空气压力来构造自己的结构,但它也利用空气压力来进行一些运动。

你可以看到肘部和夹持器本身的流动通过设计织物的几何形状来增加或减少关节处这些管子的压力,基本上能够以相当精确的方式。它无法从先验中获得精确度,它利用视觉可能再次瞄准目标,知道什么时候抓住了什么东西,然后继续前进。

你可以从这段简短的视频中看到,工程师正在把机器人摔倒在地,并把它揍一顿。如果真的有机器人接管了人类,希望会是这些家伙,因为我们至少可以反击。显然,你也可以。如果你有这种感觉,就像在机器人领域工作一样神圣,所以这就是新的Pneubotics。

Pneubotics的姐妹公司也在研究软外骨骼。如果你基本上采用我刚刚给你们展示的相同的想法你有由空气压力或流体压力驱动的关节把一个人放在里面。我这周刚好在SRI看到了他们在这个领域的一些进展。这种方法的优点不仅是固有的安全性,就像我之前说的,而且比坚硬的金属或塑料材料要轻得多。

外骨骼的一个问题是与身体的连接,所以如果你有一个非常强大的驱动器,但它实际上不是移动你的腿,它是移动你的衣服,它基本上不会给你想要的效果。更柔软的外骨骼更符合你的身体,所以力量从机器转移到人类的运动。

这是一种方法,就像我说的,它还处于初期阶段,希望你们对此很感兴趣。我已经给你们展示了一些商业的和接近商业的例子但是也有很多科学研究在进行。偶尔会有特别版的杂志,比如《高级功能材料》之类的。我们会关注更多正在发生的新进展。

这一切之所以发展得如此之快,发展得如此之快,是因为我们,正如我之前提到的,使用了纺织的几何学或者说是聚合物部件内部的微型机器人的几何学,从工程角度来看,这些东西给了你很大的自由度去做那些用普通的马达驱动或机器人设置很难完成的事情。事物扭曲的方式,它们驱动的方式,你会得到一套全新的可能性通过能够这样移动事物。

最后一个例子,我想向你们展示一个关于软机器人的真正的例子,有一个名叫Vytas SunSpiral的研究人员在NASA Ames工作。他一直在研究张拉整体机器人这些机器人基本上有刚性部分但它们是由柔性电缆和其他类型的材料连接在一起的。它们的工作原理就像这些儿童玩具,如果你见过它们,这些棍子它们用橡胶线连接在一起。

通过改变缆绳的长度和张力,你可以让这个像图中这个四四方方的东西移动。它们可以很好地摔倒所以如果你在设计一个机器人去探索火星或类似的地方,你可以看到这将是一个例子。事实上,有一些科幻书籍和电影已经开始采用这个想法,至少把它放到一个虚构的剧本里。尼尔·史蒂文森的书《Seveneves》,大约一年前出版,基本上就使用了这种不倒翁机器人。

《华盛顿邮报》机器人的创新趋势,第3部分第一次出现在自动提示.


了下:致动器,线缆+线缆管理,机器人技术•机器人抓手•末端执行器


关于作者

保罗Heney

Paul J. Heney是《设计世界》杂志的副总裁兼编辑总监,拥有工程科学与力学学士学位,佐治亚理工学院的技术通信和生物医学工程辅修专业。他在流体动力、航空航天、机器人、医疗、绿色工程和一般制造领域有近25年的写作经验。他的文章获得了美国商业出版编辑协会颁发的许多地区性和全国性的奖项。

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