服务详解:罗山县坦克假目标

来源:网络 发布时间:2020-02-20 08:58:38

罗山县坦克假目标前几年,厘米级的软体机器人已经被发明。如今,哈佛的Wyss Institute(仿生工程研究所),SEAS(工程和应用科学学院),和波士顿大学合作开发了毫米级别的软体机器人,取名“蜘蛛”,它模仿的是澳大利亚的孔雀蜘蛛。

罗山县坦克假目标

澳大利亚孔雀蜘蛛

毫米级的软体机器人----“蜘蛛”SPIDER

软体的好处在于可以“变形”,于是就有了更高灵活度。(比如可以让机器人变形进入人体的某些管道里,再让它动手术等。)

传统的微型软体机器人一般只有一重自由度( one degree of freedom)。也就是说,它只能在一个轴上改变形状,或者运动方向。

而“蜘蛛”有18重自由度。它的结构、动作、颜色等等都可以发生变化。变化精度可以达到微米级。这样精细和灵活的“蜘蛛”,可以被用于医疗内窥镜和微型手术中。

--------------------------------“蜘蛛”的实现-----------------------------------------

“蜘蛛"的科研团队,将他们的工艺取名为MORPH (Microfluidic Origami for Reconfigurable Pneumatic/Hydrolic devices) --- 运用微流体折纸法实现可变形的气动/液动装置。

视频:

(整个机器人由12层硅胶组成。先用光刻(Lithography)微雕技术,“雕刻”好每一层的模具,然后把硅胶附到模具上,得到每一层的硅胶结构,最后把12层硅胶结构粘合在一起,成了这个又灵活又复杂的“蜘蛛”机器人)

罗山县坦克假目标

(当你操纵液压控制设备,让"蜘蛛”形变到理想的形态时,可以用激光让光敏材料固化,这样它就定形了。)

“蜘蛛”机器人的制作过程:MORPHhttps://www.zhihu.com/video/1013366299807899648

----------------------------------------16年的八爪鱼----------------------------------------

早在16年, Wyss就做了世界上第一个完全软体的自主微型仿生机器人--Octobot(八爪鱼)。

16年的八爪鱼软体机器人

要做到完全的“软体”机器人,就需要把电池和控制电路(芯片)都变成“软”的。于是Wyss研究人员想到,用化学反应给“八爪鱼”供能,把液体的管道做成控制电路。

具体来说,“八爪鱼”由过氧化氢(在铂的催化作用下)的化学反应产生气体的压力推动。目前,1mm的过氧化氢可以给它供能8分钟。八爪鱼的“脑部”(也就是控制电路部分),有开关和阀门,控制着左右两边储存过氧化氢的燃料池。

Octobot的原理

八爪鱼机器人---Octobot 16年https://www.zhihu.com/video/1013559142379847680

科学家还在给这个系统添加传感器和更复杂的“控制电路",从而让八爪鱼可以和环境之间有互动。

----------------------------------普通人怎么玩软体机器人?------------------------------

简单的液压机器人(hydraulic robot),其实人人都可以DIY。

下面这些教程示意图,有兴趣的人可以参考一下。再进一步,就是自己把这些材料都变成软体的了,硅胶倒膜是常用的制作方法。

------------------------番外篇:MIT气动机器人和哈佛的网红课-------------------------

有兴趣的同学,也可以一读 MIT Media Lab Tangible Media组的中国小哥欧冀飞的论文。

他的作品Aero Morph就是把气动和折纸结合的可变形软体机器人。他称之为“programmable air”。

应用主要在家具领域和人机交互领域,毕竟它的精度不高,尺度也不是那么微观。

Jifei Ou的作品----Aero Morph充气可变形机器人

当然,他在电脑上编了程序,对这个折纸和充气的过程做了仿真(simulation)。 理想的情况是,在电脑上画出折纸的折痕,然后拖动一条“空气”进度条。就可以看到折好的形体在不同的充气量百分比之下,会被撑出什么效果。

那么以后需要什么形变效果,就可以反推出折纸方案和充气方案了。

罗山县坦克假目标

仿真软件界面

然而,他私下也承认这个仿真程序准确度不高(60%左右),空气动力学仿真本来就很难做,而且最终“吹”出什么形状,还取决于用的材料。所以目前还是以动手做为主,而非仿真。希望以后machine learning可以提高这个系统的可预测性,让它真正“programmable"吧。

在我们GSD(哈佛设计学院),专门有一门课Deployable Surfaces是教这种气动折纸机器人的,老师是曾经在02年盐湖城冬奥会上展现他的可变形装置的艺术家、建筑师Chuck Hoberman。这门课曾经以“硬”表皮的可变形结构(类似下图这种)为主,也就是说,该结构最好有建筑上的承重功能,毕竟是GSD,开课的时候会考虑建筑应用。

这种研究可以应用在NASA或者spaceX。 (一小团东西可以节省航天器的空间,到了月球之后可以展开成一个巨大的结构用作月球建筑,对航天事业来说来说最合适不过了。)

Chuck Hoberman这两年,随着学科融合,这门课渐渐从纯建筑和艺术的应用,变成了偏机器人的应用。大概是受soft robot风潮的影响,这门课也越来越偏向“软体”的可变形结构了。我对过往学生的作品有诸多了解,有兴趣的同学可以在评论里留言,如果感兴趣的人多,我可以专门写一写这门网红课--------- Deployable Surfaces (可变形表面)。

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