软机器人正在崛起

作者:  翻译:1号机器人网 曾梦丹

2015-11-17 15:54:54
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SRI(斯坦福研究院)国际校区,坐落在一个安静的、绿树成荫的硅谷大街。通勤列车在附近运行。它的建筑是不伦不类的砖结构,就和上世纪70年代类似。从各方面来看,这是一个相当不起眼的地方。
 
但它的围墙之内,科学家正在建设未来。 SRI(斯坦福研究院)自60年代以来,就处于计算机科学、人工智能和机器人技术的最前沿。 Siri和苹果的虚拟助手,就诞生在这里。并且Shakey(喜客)是一个半自主机器人,它的导航技术至今仍被汽车公司和太空机构所使用。
 
在过去的二十年里,机器人专家Roy Kornbluh(罗伊)一直在此研究不同品种的机器人:一种软机器人,有可能彻底改变我们思考以及与机器人互动的方式。
 
Roy Kornbluh(罗伊)说:“可能你使用机器人术语描述一个人,是对人的一种侮辱。如果你说某人是“像机器人”,这意味着他真的很呆板。”
 
呆板,也是形容智力和形式的术语。Roy Kornbluh(罗伊)想改变机器人的身体,使它们感觉和行为更像柔软的生物系统。
 
哈佛大学的一个软机器人专家George Whitesides(乔治怀特赛德斯)说:“软机器人将会是一个非常大的交易。它能够拥有一些硬机器人没有的执行能力,它为机器人开辟了一扇新的大门”。
 
在与它们互动时,它们将会更安全:如果你碰到它们,也不会受到伤害。这是非常重要的,因为机器人将会在我们的家庭、医院、学校、辅助生活设施和工厂越来越普遍。
 
外科机器人医生将能够查看你的身体内部,而不会有尖锐的物体破坏你的软组织。小弹机器人将能够通过碎片扭动自己,使它们成为执行搜索和救援任务更好的候选人,将会比你更熟悉的较笨拙、坚硬的人形机器人DARPA要好得多。
 
当机器人是软的,它穿起来会更舒适,这意味着我们可以更经常地穿着它们。
 
Roy Kornbluh(罗伊),早期是研究生物学的,他说“很多研究软机器人的动机,是希望更多的人机互动,人们大都希望与机器人一起工作,但是,我们更希望得到更多贴心的人机交互机器人,能够佩戴机器人或者机械手是你的一部分”。
 
SRI其中的一个软机器人项目是Superflex,柔软的外骨骼,电池供电的抗压服,可以帮助人们行走。Roy Kornbluh(罗伊)把它称为可佩戴的机器人。
 
一个SRI机器人专家,当他参观了实验室,第一次试穿时说,他感觉穿着它像蝙蝠侠。
 
SRI的纺织专家和服装开发商之一Kate Witherspoon(凯特•威瑟斯彭)说:“当这个7磅重的衣服断电时,它只是感觉像正常的衣服,但是,当它充上电时,它只是给你一点点的推动”。
升压是由假机械肌肉产生,它能够增加人体自然的能力。这些人造肌肉可承受250磅压力,但重量只有一磅。如果您使“肌肉”更小,并把它们放在身上更多的地方,突然之间,你可以做真正的复合运动,你可以以新的方式帮助身体,这将是未来的浪潮。
 
这个服装还带有传感器,能够测量心脏速率和跟踪关节之间的位置。这有助于算法“知道”,它的人造肌肉什么时候应该拉或推,并允许该服装根据个人的步态和节奏,实现个性化。目前,该服装是唯一能够检测到“正常”走路,但即将推出的新版本,无论您是爬楼梯或跨过障碍都能检测到。
 
该服装开始于三年前,作为DARPA(美国国防部高级研究计划局)项目的一部分,为了开发新技术,在激烈的战斗中,保护士兵的身体免受伤害。
 
目前, SRI想使其商业化。它与生物技术公司Solid Biosciences合作,使软机器人服装,应用于肌营养不良的孩子,能够增强他们的身体,使运动更容易。目前,他们正在与一些诊所合作,主要用于那些患肌肉弱化疾病的病人。下一步:适用于老年用户和经历物理治疗的个人。他们的目标价位是每套服装$1000美元。
 
与为DARPA制造的,一个数百万美元的机器人相比,这才是真正的软机器人技术,其组件要便宜得多。此服装是利用electrolaminants,一种特殊的成本低、重量轻的材料,具有改变形状的能力。
 
Roy Kornbluh(罗伊)说:“此材料能够硬似金属或者软似橡胶。”当它们断电时,他们是柔软和灵活的。当它们通电时,它们就会具有刚性。它们能够帮助吸收能量,以减少对身体的物理压力。它可以根据用户在做什么,进行改变,当人坐着时,它就会放松和变得柔软,当人站起来走路或运动时,它就会弯曲。
 
其他软机器人由廉价橡胶或纺织品制成,但这些材料仅仅是一个重要组成部分。
 
麻省理工学院计算机科学和人工智能实验室的一个机器人专家Daniela Rus(丹妮拉罗斯)说:“它的身体本身是不会做这些工作的。你需要控制算法,提供敏捷和动感操控”。
 
软机器人要宽容得多。使用软爪,你不需要对目标精确的几何形状和位置进行编码。因此,工程师为机器人建立计算机视觉和导航系统时,相对于硬机器人来说,软机器人就不需要那么精确。鉴于人工智能目前的限制,这是一大好处。
 
专家告诉我,在过去的五年里,软机器人这个技术领域已经真的发生了爆炸。去年,在迪斯尼的大英雄6里,软机器人出现在大屏幕。现在有专门针对软机器人的科学杂志。
 
软机器人加倍用于制造业和物流中心。根据Pneubotics公司的首席执行官Carl Vause(卡尔•沃斯)说,它已经签了几个客户。其模块化Flexi-Grip线夹机器人对于包装的公司是有吸引力的,因为它们可以可靠的处理各种物品,就像人的手指一样。带有剪刀手的硬机器人不能真正做到这一点。
 
哈佛的George Whitesides(乔治怀特赛德斯)说:“在其他行业中,软机器人技术将有很大的影响,将会用于医疗保健和康复,以及老年及幼儿设施。 SRI服装以及在哈佛DARPA资助的一个类似项目,是此运动的一部分。
 
对于Roy Kornbluh(罗伊)来说,该Superflex服装项目正变得越来越私人化。他的髋关节正在恶化,导致他走路有轻微跛行。当他测试穿了此服装后,他觉得这能帮助他,以一个比较正常的步态走路。这就是它的价值所在。
 
尽管有它的好处,人类的固执,很可能是软机器人推行最大的障碍。毕竟,人类的偏见是很难克服的。我们是否能习惯向机器人投降,让它们帮助我们提高一些物理能力?同样的道理,我们已经开始习惯于我们的智能手机?
 
该SRI研究人员已经遇到,战士被测试可穿戴式机器人。Roy Kornbluh(罗伊)说:“让他们穿此服装,实现设计的目的也许是最大的挑战。但是,穿着此服装,进行真正的训练确实是一个问题,它会让战士感觉特别舒适。另一方面,我尽可能使它越懒越好。“
 
也许我们更多的人最终会穿上这个服装。



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