七款设计灵感源于大自然的机器人

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大自然从一开始就给机器人技术带来了很多的启发。1739 年,法国艺术家雅克·德·沃康桑(Jacques de Vaucanson)让全世界见识了外形酷似鸭子的机器人“ Digesting Duck”,这种梦幻般的机器人可以吃进和吐出谷粒。在 20 世纪中叶,英国著名神经系统科学家威廉·格雷·沃尔特(William Grey Walter)发明了 乌龟机器人 ,这种机器人之所以被命名为“乌龟”,是因为它行动迟缓及其龟壳形状。

在现代化机器人技术领域,生物学往往被看作是一种解决问题的方法,帮助现代化机器人更为自然地活动,更好地与外界进行互动。大自然给最新的机器人设计带来了大量启发——从会飞的蝙蝠到会游泳的鱼儿,从“大狗”机器人到类似章鱼的软体机器人——软体机器人也是机器人的一个重要分支。生物机器人技术(biorobotics)近年来获得了突飞猛进的发展,而一些迄今最具创新性、最有意思的机器人恰恰是源于这种进步。

1、Octobot(设计灵感源于章鱼)

头足类动物的机动性给机器人技术的发展带来了重要启发,从 Soft Robotics 的工业机械臂到加州大学圣迭戈分校开发的可行走于多岩地带的 3D 打印腿部,这些机器人都体现了这一点。Ocotobot 由哈佛大学软体机器人研究团队设计,看上去与真正的章鱼几乎一模一样。Ocotobot 由 3D 材料打印而成,使用嵌入式电路板,以过氧化氢驱动的化学反应而进行移动,这种化学反应可以令其充气部件膨胀或是泄气。

2、Pleurobo(设计灵感源于蝾螈)

蝾螈被誉为“活化石”,它为我们研究地球上一些最早的爬行动物提供了直接的线索。为了更好地了解蝾螈的活动方式,瑞士洛桑联邦高等理工学院的科学家们花费数小时,在 X 光视频中仔细观察这种两栖动物的移动。凭借这一知识,这个团队开发出 Pleurobo 机器人——这是一种令人感到害怕的会爬行的机器人,可以像两栖动物一样在草地中爬行。该团队认为,他们对脊髓和大脑之间联系的研究,将为深入认识神经义肢技术(neuroprosthetics)提供重要线索。

3、Animal Dynamics Microdrone(设计灵感源于蜻蜓)

回转叶片(Rotary blades)已成为许多商用和工业用无人机的“标配”。但它们也存在许多缺点,比如说噪音、能量消耗以及在多风条件下的异常行为等等。你知道哪一种东西擅长这些任务,同时又没有旋转叶片吗?答案是蜻蜓。为了帮助英国国防部开发一种微型无人机,工程创业公司 Animal Dynamics 将目光投向这种史前昆虫以寻找灵感。正是凭借从蜻蜓身上获得的设计灵感,Animal Dynamics 让小型无人机成为一种颇为理想的监视工具,可以悄无声息地锁定战场上某些目标进行监视。

4、Cassie(设计灵感源于鸵鸟)

两足机器人通常会从人类身上获取主要的设计灵感。这种做法其实也行得通,毕竟,我们根据自己的需要改造了周围世界,所以我们制造的机器人为何不能做到这一点呢?很显然,俄勒冈州立大学发明机器人 Cassie 的灵感就来自于行动迅速的大型两足鸟类动物,比如鸵鸟。除了速度,Cassie 的设计还赋予这种无头机器人以额外的能力,令它的躯干在滑倒、摔倒时具有更多的抵抗力。

5、SpotMini(设计灵感源于四足动物)

波士顿动力(Boston Dynamics)或许是在机器人设计过程中从大自然获取灵感最多的公司了。该公司近年来开发出一些最令人惊叹不已的四足机器人,其中最著名的就是军用机器人“大狗”(Big Dog)。在被谷歌收购期间,波士顿动力又开发出了迄今最不吓人的机器人——SpotMini。SpotMini 是 Spot 机器人的缩小版,这种重量为 65 磅的机器人可以在地势不平的地方自由行走,而机械臂可以充当脖颈使用,将其变成一种类似于长颈鹿宝宝一样的东西,以及一种高科技啤酒罐运输设备。

6、Robotic Skin(设计灵感源于甲虫)

并不是所有受生物启发的机器人看上去都与原始来源一样。当麻省理工学院的一个团队想给机器人配备电子皮肤的时候,他们从黄金龟甲虫中获得了启发。一旦受到威胁,黄金龟甲虫便会把腿收进背板和翅膀下,只将甲壳质的坚硬部分裸露在外,让捕食者无从下嘴。一旦施以压力,麻省理工学院团队设计的 3D 打印电路就能改变颜色。该团队负责人苏布拉曼尼安·桑德兰姆(Subramanian Sundaram)在向 TechCrunch 网站介绍这个项目时说,“由于我们远远落后于大自然,所以很容易就将目光投向大自然寻找灵感。”

7、Festo(设计灵感源于蝴蝶)

除了翅膀上醒目的品牌标识,Festo 优雅的机器人蝴蝶也是本榜单从动物身上获取启发最多的机器人。这种机器人昆虫非常善于飞行,虽然其紧凑、轻巧的体型意味着,它们不能携带任何传感器——这套系统目前主要依靠外置摄像头来从事所有追踪任务。尽管如此,它们仍然向我们呈现了美的一面。

翻译:皓岳

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