美科学家打造蛇形机器人:灵活到能缠住你的腿

2017-11-04 14:37:01 来源: 网易科技报道
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(原标题:THIS ROBOT SNAKE MEANS YOU NO HARM, REALLY)

网易科技讯 11月4日消息,如果你从未遭遇到一条机器蛇缠绕你的腿,那么我可以告诉你那是一张非常古怪的感觉。它会爬上你的脚踝然后向上攀爬,并且最终缠绕在你的膝盖,然后越缠越紧。幸运的是,它没有真蛇一样的牙齿。它是由金属关节连接而成的,操控者可以通过按键操控它。

在美国卡耐基梅隆大学的仿生机器人实验室中,有一个真正的机械动物园。这种机器蛇是动物与机器人的一种奇怪融合,参照大自然却不是一对一复制,而是在经历数百万进化的动物身体中寻找研究的灵感。为什么研究人员会选择研究蛇呢,因为蛇能够教授给我们许多看似平凡的运动能力。它们能够游泳、攀爬和前后左右滑行,而且几乎能够适应所有的环境。它们甚至还能够飞。

美科学家打造蛇形机器人:灵活到能缠住你的腿

蛇也拥有一种非常方便的体型,能够钻进狭窄的空间,这对于未来的救援机器人来说是非常便利的。(而且研究人员在9月份的墨西哥地震之后确实将它带到灾区,搜索倒塌建筑物中的幸存者。)但是从是时间上来说,使用麦克风搜寻生命迹象的方法时间更短。

卡耐基梅隆大学的这款蛇形机器人是由16个制动器打造的模块机器人,就像一连串的关节将它的身体连接起来,因此它具有极高的灵活度。通过正确操控制动器的顺序,研究人员就能够让它完成一系列惊人的动作,比如说波浪状运动和缠绕人的腿等。

确切来说它与蛇有所不同,因为它无法折叠这些骨骼。它的设计是为了向蛇类致敬,而非它们的复制品。卡耐基梅隆大学的机器人专家Matt Travers称:“从这种设计身上我们无法观察到真正的蛇类生物学,但是这也意味着这种机器蛇能够完成蛇类无法完成的事情。比如说,像鳄鱼那样做到快速翻滚。”

大自然与机器人学之间有着有趣的相互影响。首先,机器人技术能够探索生物学的细微之处。Travers和研究人员通过实验揭开了响尾蛇如何攀爬上一个沙坡。它在运动时产生两种不同的动作,在抓牢地面的同时向前移动。他们因此能够通过编程让他们的机器人实现同样运动,当然机器蛇是完全能够爬上同一个斜坡的。

美科学家打造蛇形机器人:灵活到能缠住你的腿

我们现在想要打造的是一种能够感知的机器蛇。因此实验室的下一代机器蛇将能够感知加在它身上的力。机器人学专家Howie Choset称:“现在我们想要让这种机器人不仅能够在运动上更像真蛇,而且也能够拥有同样的感知能力。就像你在丛林中穿梭时,你不会对自己踏出的每一步做出计划,你的脚就能够感知你所走的路。”

这意味着这种机器蛇在人为打造的模拟“塑料钉森林”中能够自主前进。一位操作人员称,机器蛇会以特定的速度前行,而且能够感知身体在塑料钉上获得阻力。太大的阻力意味着可能让它困住,因此它会选择遭遇阻力最小的路线前行。这种敏感度对于机器人来说是必不可少的,因为它们将与人类共同工作。比如说装配汽车的笨重机器臂,你会想要远离它们。而全新的机器手臂能够感知自身所受到的力,当它们碰触到你时就会立即停下来。

这并不仅仅是处于安全性考虑。如果你要与机器人一起工作,我们就需要通过语言和非语言两种方式进行交流。比如说你和机器人合作抬一个沙发,如果机器人无法感知你的推力和拉力,就很可能让人受伤或者损坏沙发。因此通过动物王国的借鉴,工程师们将使机器人不仅行动更自然,而且能够感知周围环境并作出反应。这才是研究人员进行这项研究的真正目的。(过客)

王凤枝 本文来源:网易科技报道 责任编辑:王凤枝_NT2541
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