從昆蟲身上找靈感,研發人員用3D列印批量製造機器人群
孫文豪 / 何渝婷編譯
2020-04-17 18:14

(示意圖/取自Pexels)

1989年,麻省理工學院人工智慧實驗室創始人Rodney Brooks提出一項倡議,他希望可以用大量大規模生產的簡單自動機器人,來執行太空任務。他的研究夥伴Anita Flynn,希望這些機器人造價低廉、可以被快速生產且實現自我控制。

這一項研究計劃深深地影響了Nick Gravish,如今他已經是加州大學聖地牙哥分校的機械工程系教授。最近,由他主導的研究團隊從昆蟲骨骼獲得靈感,找到了一種不需要任何特殊設備的新方法,用以製造機器人設備。

通過這種方法,只需要幾分鐘,研究團隊就可以創建出柔軟且靈活的3D列印機器人。目前這項研究成果,已發表於4月初出版的國際權威學術期刊《Soft Robotics》上。

據加州大學聖地牙哥分校新聞中心發布消息稱,研究團隊此次通過3D列印技術製造的機器人是軟體機器人。這種身軀柔軟的機器人,能夠適應各種非結構化環境,與人類的交互也更安全。大多數軟體機器人的設計,是模仿自然界各種生物,而Nick Gravish的團隊,則從昆蟲身上找到了突破的方法。

「我們希望使用這些柔性骨架,創建一類受生物啓發的新型軟體機器人。」Nick Gravish在接受採訪時這樣說道。與其他軟體機器人不同,研究人員並不考慮如何將軟性材料添加到機器人主體中,而是直接製造一個以軟性材料為主體的軟體機器人,研究人員稱他們的作品為「Flexoskeletons」。

這並不是加州大學聖地牙哥分校的研究團隊,第一次在軟體機器人的研發上取得突破。早在三年前,加州大學聖地牙哥分校的一組工程師,就利用3D列印技術製造了軟體機器人。被製造的軟體機器人不僅可以進入狹窄的空間,還可以越過障礙物,在沙子、卵石等粗糙的表面上行走,並展開難度較高的探測工作。

不過這一次由Nick Gravish團隊研發的機器人,則更容易進行大規模的生產。據Engadget報導,每個柔性骨架組件大約需要10分鐘的列印時間,一個完全組裝好的機器人,不到兩個小時內就可以投入工作。

重要的是,作為機器人主體結構的柔性骨架造價十分低廉,平均每個被生產出來的柔性骨架成本不到1美元,感測器和電池的價格,可能會昂貴一些,但是這並不構成機器人製造上的技術難題。

「我們最終的目標是創建一條無需手工組裝,即可製造多個柔性骨架機器人的生產線。」研發人員坦言,目前正在突破實現自動生產的關鍵步驟,而且他們希望機器人最終可以自主執行一些機械性的任務。

「一群小型3D列印軟體機器人的工作量,可以比得上多台製作繁複的大型機器人,且造價更便宜、安全風險更低。」Nick Gravish對這一軟體機器人的研發和落地充滿期待,「我希望這項研究可以推動整個機器人技術領域的進步,而不僅僅是Rodney Brooks所計劃的太空領域。」

本文為界面新聞授權刊登,原文標題為「從昆蟲身上找靈感,研發人員用3D打印批量製造機器人群 | 硬科技