Science Robotics 評(píng)選出2018年度十大機(jī)器人

來(lái)源：機(jī)器人大講堂、Science Robotics 時(shí)間：2019-01-28 15:10:01 作者：

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　　摘要：如果評(píng)選機(jī)器人領(lǐng)域最高端的學(xué)術(shù)雜志，那應(yīng)該非《Science Robotics》莫屬了。作為頂級(jí)期刊Science的子刊，一經(jīng)問(wèn)世便受到機(jī)器人界各位學(xué)術(shù)大牛的青睞，令人咋舌的前沿科技層出不窮。最近，《Science Robotics》發(fā)表了一篇文章，評(píng)選出十大激動(dòng)人心的機(jī)器人技術(shù)，這些技術(shù)有些已經(jīng)應(yīng)用于商業(yè)領(lǐng)域，有些僅僅是實(shí)驗(yàn)室的雛形，但無(wú)論如何《Science Robotics》似乎揭示了未來(lái)10年甚至更遠(yuǎn)機(jī)器人領(lǐng)域的走向。

　　Top 1 ：波士頓動(dòng)力Atlas

　　最近幾年，賺足了口碑和流量的Atlas顯然應(yīng)該高居榜首。身高1.5米，體重75公斤的Atlas從后空翻、慢跑再到最近的跑酷，一路絕塵而去，放眼全球，已經(jīng)無(wú)人敢與之爭(zhēng)鋒了！

　　Atlas作為仿人機(jī)器人的典范，無(wú)論從平衡控制還是驅(qū)動(dòng)方面都有很大的優(yōu)勢(shì)。但現(xiàn)階段Atlas最大的困勁，除去技術(shù)上的不斷進(jìn)步使其更趨于仿人，想必還有就是現(xiàn)階段其商業(yè)化進(jìn)程的迷茫性了。

　　不過(guò)，人形機(jī)器人走入千家萬(wàn)戶(hù)，是大多數(shù)人的期待，想必終有一天，如Atlas一般的人形機(jī)器人會(huì)在商業(yè)領(lǐng)域大顯身手。

　　Top 2 ：Intuitive Surgical的達(dá)芬奇SP平臺(tái)

　　達(dá)芬奇手術(shù)機(jī)器人與波士頓動(dòng)力在賺錢(qián)方面可以說(shuō)是形成了鮮明對(duì)比。直覺(jué)外科是目前為止最賺錢(qián)的機(jī)器人公司之一。有數(shù)據(jù)顯示，直覺(jué)外科從上市到今天，壟斷市場(chǎng)二十年，行業(yè)第一的地位一直未被撼動(dòng)過(guò)，至今仍保持著高達(dá)70%的毛利率、30%的凈利率，總市值接近600億。其憑借“達(dá)芬奇機(jī)器人”在2017年?duì)I收就達(dá)到了31億美元。

　　達(dá)芬奇SP平臺(tái)即Single Port單孔，使用單個(gè)2.5厘米插管，深達(dá)24厘米，并在遠(yuǎn)端尖端對(duì)器械進(jìn)行三角測(cè)量。該系統(tǒng)為外科醫(yī)生提供機(jī)器人輔助技術(shù)，旨在深入和狹窄地進(jìn)入體內(nèi)組織。通過(guò)單個(gè)小切口進(jìn)入體內(nèi)的能力有助于外科醫(yī)生執(zhí)行更復(fù)雜的手術(shù)。

　　Top 3：可以生長(zhǎng)的軟體機(jī)器人

　　設(shè)想一下，機(jī)器人如果可以和藤蔓一樣自己生長(zhǎng)，還能夠通過(guò)一些條件控制它的生長(zhǎng)方向是怎樣的場(chǎng)景？美國(guó)斯坦福大學(xué)就利用非常巧妙的裝置與材料，設(shè)計(jì)了一款可以自己生長(zhǎng)的軟體機(jī)器人--KISS。

　　KISS是一個(gè)管狀充氣塑料，通過(guò)尖端增長(zhǎng)進(jìn)行導(dǎo)航，并且可以控制機(jī)器人的增長(zhǎng)方向。它移動(dòng)速度能夠快到每小時(shí)35公里，能夠撐起100公斤重物。能夠通過(guò)狹窄、尖銳的環(huán)境，甚至還能完成相應(yīng)的滅火、擰閥門(mén)的任務(wù)。

　　Science期待，未來(lái)這種軟體機(jī)器人能夠在管道和導(dǎo)管、醫(yī)療設(shè)備和搜索救援中派上用場(chǎng)。

　　Top 4：用于軟機(jī)器人的3D打印液晶彈性體

　　機(jī)器人技術(shù)的一大挑戰(zhàn)就是探索新材料和新的制造方案，用以開(kāi)發(fā)節(jié)能、多功能和兼容的執(zhí)行器。

　　之前也出現(xiàn)過(guò)很多可以變形的液晶彈性體制動(dòng)器，但是該項(xiàng)目顯示了在高操作溫度的條件下具有空間編程順序，并直接用墨水書(shū)寫(xiě)的3D打印彈性體。

　　與迄今為止報(bào)道的其他液晶彈性體相比，這種執(zhí)行器顯示出提升重量的能力。該技術(shù)承諾為軟機(jī)器人提供大面積設(shè)計(jì)和動(dòng)態(tài)功能架構(gòu)。

　　Top 5：肌肉模擬，自我修復(fù)和液壓放大致動(dòng)器

　　由美國(guó)科羅拉多大學(xué)博爾德分校的 Keplinger 與其團(tuán)隊(duì)成員，研發(fā)的新一代柔性機(jī)械 "肌肉" HASEL，被同時(shí)發(fā)表在了《Science》和《Science Robotics》上。

　　這款人工“肌肉”由低成本硅膠，水凝膠和植物油等柔性材料制成；能夠根據(jù)不同的電壓差，展示不同的"柔軟度"，模仿人類(lèi)肌肉收縮和擴(kuò)張；液體絕緣層的使用使該"肌肉"具有強(qiáng)大的"自愈"功能。

　　這種價(jià)格低廉，用途廣泛的機(jī)器人在將來(lái)會(huì)具有非常廣泛的用途。

　　Top 6：來(lái)自DNA的自組裝納米級(jí)機(jī)器人

　　所謂DNA折紙術(shù)就是將DNA片段折疊，組裝成各種不同的形狀。早在2006年，就有一位美國(guó)科學(xué)家將一條具有7000個(gè)堿基對(duì)的DNA長(zhǎng)鏈，彎曲、折疊出一個(gè)笑臉。

　　而《Science Robotics》18年發(fā)布的最新的科研成果，慕尼黑工業(yè)大學(xué)的Friedrich C. Simmel團(tuán)隊(duì)使用DNA分子，組裝出了一個(gè)可以遠(yuǎn)程控制的納米機(jī)械臂，并用它成功推動(dòng)了一個(gè)納米金顆粒。

　　這項(xiàng)嘗試證明了DNA機(jī)械臂可以作為一個(gè)模塊，拼合進(jìn)其他基于DNA的納米結(jié)構(gòu)中，并且DNA分子可以成為其他納米器件的動(dòng)力源泉，在一個(gè)更大的系統(tǒng)中擔(dān)當(dāng)馬達(dá)或者推進(jìn)器的角色。

　　Top 7：DelFly靈活的bioinspired機(jī)器人擋板

　　飛行類(lèi)昆蟲(chóng)，比如蜜蜂、蜻蜓和果蠅，都有高超的飛行技術(shù)。這些技術(shù)往往在逃避天敵或者躲避人類(lèi)襲擊的時(shí)大展身手。荷蘭科學(xué)家制作的DelFly機(jī)器人不僅具有果蠅飛行機(jī)動(dòng)性能，還能幫助人類(lèi)了解了這些自然界的高手是如何飛行的。

　　DelFly具有出色的靈活性，能夠進(jìn)行360°側(cè)傾和俯仰翻轉(zhuǎn)，還能做筋斗和桶滾特技。這個(gè)機(jī)器人的能量效率也很優(yōu)秀，能在空中懸停 5 分鐘，或者單程飛行 1 公里。令人驚訝的是，即使沒(méi)有明確控制所有旋轉(zhuǎn)軸，DelFly也可以精確地再現(xiàn)果蠅的快速逃逸動(dòng)作。

　　《Science Robotics》認(rèn)為它是“科學(xué)機(jī)器人和科學(xué)機(jī)器人科學(xué)”的范例，并期望它將推動(dòng)飛行機(jī)器人的發(fā)展。

　　Top 8：柔軟的可穿戴式機(jī)器人

　　提到外骨骼機(jī)器人，多數(shù)人想到的會(huì)是如鋼鐵俠一樣的機(jī)械套裝。但哈佛會(huì)告訴你，真正未來(lái)的外骨骼機(jī)器人應(yīng)該是一種輕盈的、有彈性的外套。

　　2018年，哈佛一篇關(guān)于柔性外骨骼的文章發(fā)表在了《Science Robotics》上，這款機(jī)器人提供了整合面料設(shè)計(jì)、感應(yīng)、機(jī)器人控制和驅(qū)動(dòng)的新方法，以增加穿著者的力量、平衡和耐力。

　　相比于硬邦邦的機(jī)械外骨骼，這種機(jī)器人具有很廣的潛在應(yīng)用價(jià)值。比如，他可以幫助老年人增強(qiáng)肌肉力量，支持他們的活動(dòng)性和獨(dú)立性，以及恢復(fù)因中風(fēng)，多發(fā)性硬化癥或帕金森病引起的運(yùn)動(dòng)障礙的兒童和成人等等。

　　Top 9：Universal Robots（UR）e系列Cobots

　　不可否認(rèn)的是，盡管UR機(jī)器人手臂在外表上看起來(lái)并不是很起眼，但2018年我們看到了它從實(shí)驗(yàn)室研究到裝配線，再到物流和外科手術(shù)指導(dǎo)，幾乎無(wú)處不在。

　　優(yōu)傲公司正在圍繞其核心產(chǎn)品開(kāi)發(fā)一個(gè)生態(tài)系統(tǒng)，其2018年推出的新型e系列協(xié)作機(jī)器人，呼應(yīng)了協(xié)同自動(dòng)化的大趨勢(shì)。

　　《Science Robotics》指出：憑借增強(qiáng)的安全功能和力/扭矩感應(yīng)，我們期望在機(jī)器人可以在與人類(lèi)操作員無(wú)縫學(xué)習(xí)和協(xié)作，在各種環(huán)境中看到更智能的人機(jī)交互。

　　Top 10：索尼的Aibo

　　索尼的玩具犬在20年前便已經(jīng)首次推出，經(jīng)歷了落寞、停產(chǎn)，2018年新版的Aibo帶著更加呆萌的外表和智能的內(nèi)核，回歸了大眾視野。

　　隨著機(jī)器人技術(shù)的不斷發(fā)展，以及人們需求的變化，索尼越來(lái)越多地意識(shí)到機(jī)器人在兒童學(xué)習(xí)、作為老年人的伴侶、輔助患有神經(jīng)退行性疾病的人方面的潛力。

　　目前，了解機(jī)器人周?chē)说母兄?、交互和期望，并開(kāi)發(fā)具有情境感知的機(jī)器人，從而產(chǎn)生獨(dú)特的行為和個(gè)性（不依賴(lài)于預(yù)先編寫(xiě)的程序以及個(gè)性化和適應(yīng)性），是社交機(jī)器人最受關(guān)注的話(huà)題。

　　而未來(lái)，隨著上述熱點(diǎn)問(wèn)題得到一步步的完善解決，買(mǎi)一款智能陪伴機(jī)器人，將會(huì)像電視機(jī)一樣越來(lái)越普遍的存在于各個(gè)家庭中。

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責(zé)任編輯：李蘭松