行業(yè)動(dòng)態(tài)(新技術(shù))

2015-02-14 08:49:40

機(jī)器人技術(shù)與應(yīng)用 2015年3期

美研發(fā)水陸兩棲球形機(jī)器人

美國(guó)一家公司近日研發(fā)了一種水陸兩棲球形機(jī)器人，名為GuardBot，兩側(cè)各安有一臺(tái)攝像機(jī)，通過(guò)倒立擺系統(tǒng)改變重心實(shí)現(xiàn)移動(dòng)。

據(jù)悉，GuardBot 25kg，能以6km/h 的速度在水中游行，且較低的密度能保持其浮在水面上，上面的攝像頭保證了360°全方位視野，并能承載最大2kg 重量的貨物；在陸地上，該機(jī)器人能以30km/h 的速度運(yùn)動(dòng)，并可在30°斜坡上滾動(dòng)。為了使其能順利向前行進(jìn)，該機(jī)器人使用了9軸穩(wěn)定器和鐘擺系統(tǒng)，安裝在其內(nèi)部的擺錘前后搖擺，重心也隨之發(fā)生改變，從而推動(dòng)其前進(jìn)。

GuardBot 既能在地上行駛，又能在水中暢游，能逆流而行，還可以在泥污、沙土和雪地中從容行駛。球形的設(shè)計(jì)能保護(hù)機(jī)器人內(nèi)部，避免沙子和危險(xiǎn)氣體進(jìn)入其中損壞電子設(shè)備。設(shè)計(jì)者表示，它可以協(xié)同部隊(duì)執(zhí)行特殊任務(wù)，甚至能將炸藥帶到敵方陣營(yíng)中。目前，該機(jī)器人正由美國(guó)海軍進(jìn)行測(cè)試。

GuardBot 由可充電電池供電，續(xù)航時(shí)間根據(jù)任務(wù)的不同可維持8h-16h，充電時(shí)間3h-4h。根據(jù)不同的需要，GuardBot 還可以被生產(chǎn)成不同大小的型號(hào)。

GuardBot 目前還需要操作者遙控，該研究團(tuán)隊(duì)希望日后能將它改良為自主運(yùn)行的產(chǎn)品，操作者只需在地圖上指出目的地，機(jī)器人就會(huì)自行前往。

（來(lái)源：環(huán)球網(wǎng)）

美研制出可監(jiān)測(cè)濕度的微型生物機(jī)器人

日前，美國(guó)伊利諾伊大學(xué)芝加哥分校的科研人員將真菌所產(chǎn)生的孢子與石墨烯量子點(diǎn)結(jié)合在一起，制造出一種極其微小的生物機(jī)器人。該機(jī)器人設(shè)備有望用于環(huán)境監(jiān)測(cè)、食品安全等領(lǐng)域。

研究人員將這個(gè)設(shè)備稱為“納米電子機(jī)器人設(shè)備（NERD）”，主要由孢子和石墨烯量子點(diǎn)組成。研究人員首先從細(xì)菌中提取孢子，再將石墨烯量子點(diǎn)放置在孢子的表面，而后在孢子兩側(cè)各貼上一個(gè)電極，這樣，當(dāng)孢子周圍的濕度下降時(shí)，孢子就會(huì)收縮，其中的水分會(huì)被壓出。孢子縮小后體積變小，兩側(cè)的量子點(diǎn)會(huì)緊靠在一起，電極的導(dǎo)電性立即發(fā)生變化，從而達(dá)到監(jiān)測(cè)濕度的目的。

芝加哥分校副教授維卡斯·貝瑞表示：在濕度發(fā)生改變的那一刻，他們能立即得到一個(gè)清晰準(zhǔn)確的反饋。這個(gè)反應(yīng)速度比目前最先進(jìn)的人造吸水聚合物制成的傳感器快10 倍以上，而且與人造傳感器相比，這種生物傳感器在極端低壓以及極低濕度下具有更加出色的靈敏度，具有廣泛的應(yīng)用前景，為人們探索生物體與電子及機(jī)械設(shè)備的結(jié)合提供了一個(gè)新的角度。

據(jù)悉，目前常見(jiàn)的濕度傳感器的靈敏度隨著濕度的增加而逐漸增強(qiáng)，而NERD 的靈敏度在低濕度情況下反而更加靈敏。這種傳感器能夠適應(yīng)各種環(huán)境，甚至是真空，這在防腐或食品質(zhì)量監(jiān)測(cè)領(lǐng)域有著重要應(yīng)用前景。

（來(lái)源：人民網(wǎng)）

英國(guó)研發(fā)可牽引式導(dǎo)航機(jī)器人

英國(guó)倫敦大學(xué)國(guó)王學(xué)院和謝菲爾德哈勒姆大學(xué)的研究者研發(fā)出一種“可以牽著的機(jī)器人”，它可以通過(guò)觸覺(jué)傳感器和振動(dòng)器幫助人們導(dǎo)航。

這一機(jī)器人技術(shù)尚不成熟，它目前的樣子像一個(gè)真空吸塵器或者剪草機(jī)，未來(lái)可能會(huì)變得小巧和輕便。

這一小型移動(dòng)機(jī)器人配有傳感器，使用者站在后面1m左右的地方，通過(guò)一個(gè)手柄來(lái)接受機(jī)器人的指引。同時(shí)，使用者還需要在手臂上佩戴一只特別的袖套，上面配置一些微型振動(dòng)器，袖套將機(jī)器人發(fā)回的信號(hào)轉(zhuǎn)化成詳細(xì)的數(shù)據(jù)，使用者經(jīng)過(guò)訓(xùn)練后可以理解這些數(shù)據(jù)的含義。振動(dòng)器可以提供所發(fā)現(xiàn)物體的大小、形狀甚至硬度等相關(guān)數(shù)據(jù)。

這一項(xiàng)目已經(jīng)持續(xù)4 年，研發(fā)團(tuán)隊(duì)在很多場(chǎng)景中對(duì)機(jī)器人進(jìn)行了測(cè)試，包括在大學(xué)的體育館和德國(guó)一個(gè)充滿煙霧的洞穴中。結(jié)果表明，這款機(jī)器人可以為消防員提供幫助，讓他們更容易在煙霧彌漫的建筑物中尋找被困者。

（來(lái)源：環(huán)球網(wǎng)）

德國(guó)研制機(jī)器螞蟻與機(jī)器蝴蝶

目前，德國(guó)工程師最新設(shè)計(jì)一種機(jī)械螞蟻，它能夠模擬螞蟻種群之間的協(xié)同合作行為，這些微型機(jī)器人具有獨(dú)立的決策能力，像一支研究小組在工作。研究人員指出，未來(lái)機(jī)械昆蟲有望替代工廠里的工人。

機(jī)械螞蟻大小與人類手掌十分接近，是由德國(guó)費(fèi)斯托工程公司設(shè)計(jì)的。機(jī)械螞蟻主體材料是塑料，身體是3D打印制造的，頭部有電路，腿部爪子和嘴部鉗子是陶瓷致動(dòng)器，能夠精確、很容易地使用較少能量。

費(fèi)斯托工程公司稱，每只機(jī)械螞蟻具有獨(dú)立決策能力，但它們的行為遵從共同目標(biāo)，能夠共同協(xié)力完成任務(wù)。類似自然界中的螞蟻一起搬運(yùn)一個(gè)較大物體，機(jī)械螞蟻利用傳感器可以知曉周圍環(huán)境，同時(shí)通過(guò)一個(gè)無(wú)線網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行通信，共同協(xié)調(diào)完成任務(wù)。

像機(jī)械螞蟻一樣，機(jī)械蝴蝶設(shè)計(jì)用于協(xié)同工作，能夠獨(dú)立飛行，基于輕重量相機(jī)、智能導(dǎo)航和監(jiān)控系統(tǒng)，它們?cè)陲w行時(shí)不會(huì)彼此碰撞。

（來(lái)源：騰訊科學(xué)）

德國(guó)科學(xué)家研制出發(fā)電鞋

近日，德國(guó)一家研究中心的科學(xué)家研制出一種發(fā)電鞋，該鞋通過(guò)嵌入其內(nèi)的兩個(gè)裝置在人體行走時(shí)搜集能量。

這兩個(gè)裝置分別是震動(dòng)收獲器和擺動(dòng)收獲器，采用可穿戴電子技術(shù)設(shè)計(jì)。當(dāng)步行者腳跟觸地時(shí)，震動(dòng)收獲器發(fā)電；當(dāng)腳擺動(dòng)時(shí)，擺動(dòng)收獲器產(chǎn)生能量。

兩個(gè)能量收獲裝置都是通過(guò)利用磁鐵和線圈之間的運(yùn)動(dòng)來(lái)發(fā)電，當(dāng)一個(gè)移動(dòng)磁鐵的磁場(chǎng)經(jīng)過(guò)一個(gè)靜止的線圈時(shí)，感應(yīng)電壓出現(xiàn)，電流產(chǎn)生。兩個(gè)裝置所發(fā)出的電能相當(dāng)小，當(dāng)行人以5km/h 的速度通過(guò)地面時(shí)，其發(fā)出的電能僅為1-4mW。

（來(lái)源：科技部）

瑞士研發(fā)仿生機(jī)器人

近日，瑞士洛桑理工學(xué)院研究員參照兩棲動(dòng)物蠑螈，研發(fā)出了一款仿生機(jī)器人Pleurobot。它的外觀被設(shè)計(jì)成骨骼形態(tài)，能以三種不同的方式前行。

研究人員采用3D X 光視頻，從48 個(gè)角度研究蠑螈的各種形態(tài)，包括爬行、游泳和水下行走。研究者將神經(jīng)系統(tǒng)模型移植入機(jī)器人內(nèi)部，模擬骨髓控制肌肉的活動(dòng)，Pleurobot 每個(gè)運(yùn)動(dòng)關(guān)節(jié)自帶力矩調(diào)節(jié)，因而在行動(dòng)過(guò)程中表現(xiàn)十分自然。

此項(xiàng)目旨在為科學(xué)家研究神經(jīng)系統(tǒng)如何控制身體運(yùn)動(dòng)提供參考，以便建立更高級(jí)的數(shù)學(xué)模型，實(shí)現(xiàn)更復(fù)雜的運(yùn)動(dòng)。除了數(shù)學(xué)領(lǐng)域，Pleurobot 有望為古生物學(xué)界做出貢獻(xiàn)，研究?jī)蓷珓?dòng)物如何從水底進(jìn)化到陸地。

（來(lái)源：每日郵報(bào)）

中科院研制出自主運(yùn)動(dòng)可變形液態(tài)金屬機(jī)器

近日，由劉靜研究員帶領(lǐng)的中國(guó)科學(xué)院理化技術(shù)研究所、清華大學(xué)醫(yī)學(xué)院聯(lián)合研究小組，研發(fā)出世界首個(gè)自主運(yùn)動(dòng)可變形液態(tài)金屬機(jī)器，這一成就被外媒稱為制造出現(xiàn)實(shí)版“終結(jié)者”。

聯(lián)合研究小組在Advanced Materials 上發(fā)表了題為“Self-Fueled Biomimetic Liquid Metal Mollusk”(2015)的研究論文，短時(shí)間內(nèi)即引起世界范圍內(nèi)眾多科學(xué)雜志、專業(yè)網(wǎng)站和新聞媒體的專題報(bào)道，在國(guó)際上引起重要反響和熱議。

此項(xiàng)研究首次發(fā)現(xiàn)了一種異常獨(dú)特的現(xiàn)象和機(jī)制，即液態(tài)金屬可在吞食少量物質(zhì)后以可變形機(jī)器形態(tài)長(zhǎng)時(shí)間高速運(yùn)動(dòng)，實(shí)現(xiàn)了無(wú)需外部電力的自主運(yùn)動(dòng)，從而為研制實(shí)用化智能馬達(dá)、血管機(jī)器人、流體泵送系統(tǒng)、柔性執(zhí)行器乃至更為復(fù)雜的液態(tài)金屬機(jī)器人奠定了理論和技術(shù)基礎(chǔ)。這種液態(tài)金屬機(jī)器完全擺脫了龐雜的外部電力系統(tǒng)，從而向研制自主獨(dú)立的柔性機(jī)器邁出了關(guān)鍵的一步。

據(jù)介紹，在迄今所發(fā)展的各種柔性機(jī)器中，自主型液態(tài)金屬機(jī)器所表現(xiàn)出的變形能力、運(yùn)轉(zhuǎn)速度與壽命水平等均較為罕見(jiàn)，這為其平添了諸多重要用途，引申出了全新的可變形機(jī)器概念，將顯著提速柔性智能機(jī)器的研制進(jìn)程，為今后發(fā)展高級(jí)柔性智能機(jī)器人技術(shù)開(kāi)辟了全新途徑，具有十分重要的科學(xué)意義和實(shí)際應(yīng)用價(jià)值。

可變形液態(tài)金屬機(jī)器在內(nèi)含電解液的容器或各種槽道中的自主運(yùn)動(dòng)情形

自主型液態(tài)金屬機(jī)器所展示的人工軟體動(dòng)物、實(shí)物馬達(dá)及其驅(qū)動(dòng)流體情形

（來(lái)源：和訊網(wǎng)）

國(guó)產(chǎn)智能感知加工系統(tǒng)在遼寧研發(fā)成功

近日，在遼寧省沈陽(yáng)遠(yuǎn)大科技園，國(guó)內(nèi)首套具有智能感知加工系統(tǒng)的ARSMA 機(jī)器人，正在為大連船用推進(jìn)器有限公司的船用推進(jìn)器槳葉進(jìn)行自動(dòng)化處理。這項(xiàng)技術(shù)填補(bǔ)了我國(guó)機(jī)器人在大型復(fù)雜曲面加工以及對(duì)難加工材料進(jìn)行加工等領(lǐng)域的空白，從而提升了“中國(guó)制造”精度。

現(xiàn)在的工業(yè)機(jī)器人基本上都是通過(guò)單一的位置控制策略進(jìn)行編程的，而ARSMA 機(jī)器人加工系統(tǒng)具備高精度的力控系統(tǒng)和視覺(jué)引導(dǎo)系統(tǒng)，使機(jī)器人同時(shí)具有了觸覺(jué)和視覺(jué)，這樣可以盡可能地模擬人工工作方式來(lái)實(shí)現(xiàn)一些復(fù)雜的加工工藝。

ARSMA 機(jī)器人不僅可以改善原有打磨工藝粉塵大、油污重、易爆炸的工作環(huán)境，還具備離線編程系統(tǒng)和高頻振動(dòng)輔助加工系統(tǒng)，使其適用于大型復(fù)雜曲面和難加工材料的機(jī)器人加工，可以在航空航天、海洋船舶、汽車制造、軌道交通等領(lǐng)域得到廣泛應(yīng)用。