機(jī)器人是一門(mén)不斷發(fā)展的學(xué)科。從制造到醫(yī)療機(jī)器人，應(yīng)用五花八門(mén)，靈感可以來(lái)自任何地方。讓我們看看機(jī)器人領(lǐng)域的五項(xiàng)突破性創(chuàng)新。

1.細(xì)胞大小的可注射微型機(jī)器人

這些微小的蟲(chóng)形機(jī)器人只有70微米長(zhǎng)(一微米=千分之一毫米)，可能不是有史以來(lái)最小的機(jī)器人，但這不是重點(diǎn)。 Marc Miskin與康奈爾大學(xué)的同事共同開(kāi)發(fā)了這種微型機(jī)器人，這種尺寸具有特別重要的意義，因?yàn)樗笾孪喈?dāng)于人體細(xì)胞的大小。 “在這方面，重要的不僅僅是小?！盡iskin解釋道，“之所以很特別，因?yàn)槲覀兛梢栽谏飳W(xué)的基礎(chǔ)上建造機(jī)器人。”

機(jī)器人也足夠頑強(qiáng)，能夠在惡劣的環(huán)境中生存，開(kāi)啟了令人興奮的醫(yī)療可能性：它們可以注入體內(nèi)。一旦到達(dá)那里，它們就可以比普通設(shè)備更容易地進(jìn)入狹窄的地方，并且損壞組織的風(fēng)險(xiǎn)要小得多。

這些微型機(jī)器人沒(méi)有內(nèi)置電池。相反，每個(gè)由四個(gè)微小的太陽(yáng)能電池驅(qū)動(dòng)，每條腿上有一個(gè)。腿的厚度不超過(guò)一百個(gè)原子，由雙層鉑和鈦組成。當(dāng)激光照射在太陽(yáng)能電池上時(shí)，鉑會(huì)膨脹，但鈦會(huì)保持剛性，導(dǎo)致腿部彎曲。因此，機(jī)器人可以依次刺激每條腿的太陽(yáng)能電池來(lái)行走。

機(jī)器人的初始設(shè)計(jì)相對(duì)簡(jiǎn)單，設(shè)計(jì)的下一次迭代將包括額外的功能，包括傳感器和控制器。它們也可能在身體外面有應(yīng)用。 “我的團(tuán)隊(duì)正處于開(kāi)發(fā)機(jī)器人的早期階段，這些機(jī)器人可以生活在鋰離子電池內(nèi)并清潔表面，使其更安全，使用壽命更長(zhǎng)?！盡iskin說(shuō)。

2.灰色粘液機(jī)器人

很多小型機(jī)器人的概念對(duì)于許多科幻迷來(lái)說(shuō)都很熟悉，但不要擔(dān)心：由麻省理工學(xué)院和哥倫比亞大學(xué)的工程師開(kāi)發(fā)的“粒子機(jī)器人”近期內(nèi)不會(huì)創(chuàng)造《神秘博士》中的防毒面具。粒子機(jī)器人是“粒子”或單位的集合，沒(méi)有集中控制系統(tǒng)。

粒子機(jī)器人，或“灰色粘液”，模仿人體細(xì)胞的行為。單個(gè)細(xì)胞是不能移動(dòng)的，但作為一個(gè)群體，它們可以移動(dòng)。它們?nèi)绾巫龅竭@一點(diǎn)?通過(guò)擴(kuò)大和收縮。細(xì)胞松散地連接在一起，意味著每次膨脹和收縮都會(huì)推動(dòng)和拉動(dòng)它的鄰居，從而產(chǎn)生集體運(yùn)動(dòng)。在粒子機(jī)器人的情況下，每個(gè)單元周圍的連接由弱磁鐵提供。

在傳統(tǒng)的機(jī)器人中，單個(gè)部件的故障會(huì)使整個(gè)機(jī)器無(wú)法使用。在灰色粘性物質(zhì)中，粒子不直接與任何其他粒子通信或依賴于任何其他粒子，這意味著單個(gè)部件的失效對(duì)整體功能的影響最小。事實(shí)上，研究人員發(fā)現(xiàn)，群集中五分之一的粒子可能會(huì)失效，整個(gè)群體仍然可以半速行進(jìn)。

粒子機(jī)器人被設(shè)計(jì)為朝向光源行進(jìn)。每個(gè)粒子使用其傳感器來(lái)測(cè)量光的強(qiáng)度：離光源越近，粒子看起來(lái)越亮。通過(guò)將這種強(qiáng)度廣播給他們的鄰居，粒子可以協(xié)調(diào)它們的膨脹并一起工作以朝著目標(biāo)蠕動(dòng)。

機(jī)器人的真正力量在于它的靈活性。由于它由一組通用單元組成，因此集體可以作為一個(gè)整體來(lái)適應(yīng)各種任務(wù)。這意味著粒子可以改變它們的形狀以穿過(guò)障礙物或圍繞物體來(lái)運(yùn)輸它。

3.折紙機(jī)器人抓手

機(jī)器人在執(zhí)行相同的重復(fù)性任務(wù)時(shí)非常出色。當(dāng)涉及到拾取大量相同產(chǎn)品并將其放入包裝等任務(wù)時(shí)，機(jī)器人是理想的選擇。但你想要一個(gè)能夠拾取不同類型物體的機(jī)器人時(shí)，就會(huì)遇到麻煩。與人手不同，傳統(tǒng)的機(jī)器人抓取器需要精確地為它們抓取的物體設(shè)計(jì)，以確保它們能牢固地抓取。

哈佛大學(xué)和麻省理工學(xué)院的機(jī)器人專家李曙光開(kāi)發(fā)了一種替代方案：一種柔軟的折紙式抓手，可以舉起各種各樣的物品。它的硅橡膠骨架覆蓋著乳膠皮。鐘形手降低到一個(gè)物體上，空氣被吸出皮膚，將骨架拉下折疊成折紙形狀。

手抓器巧妙地抓住物體，依靠褶皺皮膚的摩擦力將它們固定到位。由于它缺乏傳統(tǒng)機(jī)器人抓手的剛性，所以它可以在不損壞軟水果或玻璃等易碎物品的情況下抓住它們。手抓器還可以容納各種形狀和材料的物體，包括橡皮鴨、游戲手柄和噴壺。

4.后空翻小獵豹

2017年，我們看到波士頓動(dòng)力公司的人形機(jī)器人Atlas從一個(gè)盒子上后空翻，穩(wěn)穩(wěn)著陸，然后舉起雙臂以示勝利。麻省理工學(xué)院也不甘示弱，研發(fā)了一款小型獵豹機(jī)器人Mini Cheetah，這種小型四足動(dòng)物也能做后空翻。事實(shí)上，Mini Cheetah是第一個(gè)做后空翻的四足機(jī)器人。

對(duì)機(jī)器人來(lái)說(shuō)，翻轉(zhuǎn)可能不是最有用的技能，但它確實(shí)展示了Mini Cheetah對(duì)環(huán)境做出反應(yīng)的非凡能力。它可以在下落時(shí)雙腳著地，在被撞后不會(huì)跌倒，在向上走錯(cuò)方向時(shí)也能自我糾正。它還可以顯示一系列動(dòng)作，包括向前跑步，在移動(dòng)時(shí)旋轉(zhuǎn)，以及稱為“內(nèi)旋”的類似羚羊的彈跳。

5. Dactyl機(jī)械手

總部位于舊金山的人工智能研究機(jī)構(gòu)OpenAI以完全不同的方式完成了機(jī)器人抓手的任務(wù)。 這款名為Dactyl的機(jī)械手基于人手，配有相機(jī)系統(tǒng)。 Dactyl使用來(lái)自攝像機(jī)的視覺(jué)輸入來(lái)評(píng)估手中的物體。

Dactyl使用神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)來(lái)學(xué)習(xí)如何操縱手中的對(duì)象：它通過(guò)大量數(shù)據(jù)“訓(xùn)練”，直到能夠很好地識(shí)別模式以預(yù)測(cè)接下來(lái)會(huì)發(fā)生什么。 通過(guò)這種技術(shù)，它已經(jīng)學(xué)會(huì)了如何將手中的玩具積木轉(zhuǎn)動(dòng)，直到它與某個(gè)方向相匹配。

訓(xùn)練機(jī)器人的棘手部分是模擬和現(xiàn)實(shí)之間的巨大差異。 模擬總是完美無(wú)瑕的，但現(xiàn)實(shí)可能很混亂：一方面，摩擦使情況變得更加復(fù)雜。 為了彌補(bǔ)這一點(diǎn)，OpenAI有意在他們?yōu)镈actyl提供的數(shù)據(jù)中引入了一定程度的隨機(jī)性，以增添一絲真實(shí)感。