機(jī)器人技術(shù)和機(jī)器人開發(fā)在2018年取得了一些標(biāo)志性的進(jìn)展,無論是家用、工業(yè)、醫(yī)療、生物和玩具行業(yè)都取得了顯著的進(jìn)步,推出了新機(jī)器人和先進(jìn)的人工智能。比如之前日本出名的機(jī)器漫游車捕捉小行星Ryugu的近照、索尼新一代電子狗、哈佛研發(fā)可在水上水下行走的微型機(jī)器人還有耶魯大學(xué)研發(fā)的機(jī)器人皮膚。
然而,今年這個領(lǐng)域也發(fā)生了可惜的事情,Rethink Robotics由于銷售不佳,在2018年10月25日被HAHN集團(tuán)收購,而開發(fā)社交機(jī)器人的Jibo也倒閉,推出家庭助理庫里Mayfield Robotics也命運(yùn)相似,今年以來一直在尋找外部合作伙伴進(jìn)行長期技術(shù)開發(fā),但未能找到投資來支持,最終該公司在10月31日前停止所有業(yè)務(wù)。
跟任何技術(shù)一樣,當(dāng)新技術(shù)進(jìn)入市場時,舊技術(shù)會被淘汰或者被更新,2018年在機(jī)器人領(lǐng)域已經(jīng)看到了一些新的進(jìn)步,用各種方式改變我們的生活。
從家庭助手到幫助拯救環(huán)境,機(jī)器人也將會繼續(xù)發(fā)展,承擔(dān)我們分配的任何任務(wù)。而本文將會介紹新推出的機(jī)器人和機(jī)器人開發(fā)項目,以及預(yù)測未來的行業(yè)趨勢。
1:波士頓動力公司推出Atlas人形機(jī)器人
波士頓動力公司的Atlas人形機(jī)器人(基于PETMAN)在2013年首次亮相,已經(jīng)發(fā)展了相當(dāng)長的時間。這款機(jī)器人剛推出時,由美國國防部高級研究計劃局監(jiān)督。
項目經(jīng)理Gill Pratt將它比作一名1歲兒童,他說:“一個1歲的孩子幾乎不能走路,一個1歲的孩子會經(jīng)常摔倒。如果跟科幻小說描述的一比較,大家就可以清楚知道我們現(xiàn)在所處的發(fā)展位置。”
Atlas經(jīng)過多次修改和升級,包括改善電池供電能力,增加傳感器有助于提供卓越的穩(wěn)定性,而加上激光雷達(dá)則有助于避開障礙物并且導(dǎo)航。而現(xiàn)在它可以跑、跳過障礙物,甚至可以后空翻。
2:JAXA的MINERVA-II機(jī)器漫游車捕捉小行星Ryugu的近照
日本宇宙航空研究開發(fā)機(jī)構(gòu)(JAXA)幾個月前登上新聞頭條,他們研發(fā)的MINERVA-II機(jī)器漫游車搭乘無人駕駛的隼鳥2號探測器,成功著陸小行星Ryugu。之后,一對機(jī)器人漫游車(Rover-1A和1B)就開始拍攝小行星的圖像和視頻,實現(xiàn)世界上首次在小行星表面移動的機(jī)器人觀測。
漫游車在小行星的低重力場中跳躍,使用由車輛內(nèi)部的一對旋轉(zhuǎn)質(zhì)量產(chǎn)生的扭矩。每個漫游車配備立體攝像機(jī)、廣角攝像機(jī)和溫度計,而太陽能電池和雙層電容器則提供動力。
3:索尼限量版電子狗Aibo在美國首發(fā)
索尼在1999年推出了第一代Aibo機(jī)器人寵物狗,現(xiàn)在已經(jīng)發(fā)展的到第四代,最新的是ERS-1000。跟之前的版本不同,最新版配備了超緊湊的單軸和雙軸執(zhí)行器,為機(jī)器人寵物提供了更自然的動作,包括搖尾巴和動耳朵、嘴巴和爪子等等。
Aibo還配備了一對相機(jī),有魚眼和SLAM功能(同步定位和制圖),可以導(dǎo)航和識別障礙物。相機(jī)以及狗的傳感器套件(ToF、測距、壓力、電容等)讓電子狗可以識別人的臉部。
深度學(xué)習(xí)算法幫助機(jī)器人識別贊美、微笑等表情,還可以對人類的撫摸做出反應(yīng)。Aibo剛剛在美國上架,為2899美元,對于不想經(jīng)歷寵物護(hù)理的人來說是一個很棒的禮物。
4:康奈爾大學(xué)工程師開發(fā)可適應(yīng)環(huán)境的形狀移位模塊化機(jī)器人
康奈爾大學(xué)的工程師開發(fā)了變形自主模塊化機(jī)器人,可以適應(yīng)周圍環(huán)境,并根據(jù)所需任務(wù)重新配置自己。必要時,機(jī)器人還能夠拆卸和更換損壞的部件。
機(jī)器人采用帶有磁鐵的輪式和立方形模塊,允許它們彼此連接和分離來重新配置自己。
每個模塊都配備了Wi-Fi,實現(xiàn)彼此通信,并使用集中式系統(tǒng)處理從機(jī)器人處獲得的數(shù)據(jù)。
模塊連接到傳感器平臺,該傳感器平臺配備有攝像頭和機(jī)載計算機(jī),用于分析機(jī)器人的周圍環(huán)境,為機(jī)器人提供概覽,允許他們自行重新配置以處理指定任務(wù)。
5:耶魯大學(xué)研究人員開發(fā)機(jī)器人皮膚,可將物體變成機(jī)器人
耶魯大學(xué)的研究人員設(shè)計了一種機(jī)器人皮膚(OmniSkins),它能夠使用帶有嵌入式傳感器和執(zhí)行器的彈性片將無生命物體轉(zhuǎn)變?yōu)闄C(jī)器人。
例如,當(dāng)放置在可變形物體(毛絨公仔)上時,皮膚可以根據(jù)物體的屬性為物體設(shè)置動畫并執(zhí)行各種任務(wù),比如運(yùn)動、抓取和移動物體等。
還可以使用一個以上的皮膚來完成更復(fù)雜的運(yùn)動,包括同時壓縮和彎曲,這可以讓毛絨公仔像尺蠖蟲一樣蠕動,或者可以平整襯衫。
6:Sphero推出Bolt機(jī)器人幫助所有年齡段的孩子學(xué)習(xí)STEM
今年,Sphero推出了帶有8 X 8矩陣顯示器的Bolt-a可編程滾動機(jī)器人,可以給所有年齡段的孩子提供STEM(科學(xué)、技術(shù)、工程及數(shù)學(xué))學(xué)習(xí)。
這款機(jī)器人的高級可編程傳感器還可用于跟蹤速度、方向和加速度。用戶可以利用Sphero EDU平臺為各種游戲編程Bolt,為矩陣顯示器定制文本,甚至可以使用機(jī)器人的集成紅外傳感器與其他螺栓進(jìn)行交互。
7:伍斯特理工學(xué)院推出Hunter/Killer水下自主機(jī)器人,可以拯救被獅子魚入侵的生態(tài)系統(tǒng)
伍斯特理工學(xué)院的學(xué)生正在開發(fā)一種自主的海底獵人/殺手(Hunter/Killer)機(jī)器人,可以積極搜尋并消除困擾加勒比海的入侵生物獅子魚,而對于該生態(tài)系統(tǒng),獅子魚已經(jīng)威脅珊瑚和海洋生態(tài)系統(tǒng)。
這個機(jī)器人裝備有八個浮力矛的桶形轉(zhuǎn)盤(類似于左輪手槍)。機(jī)載攝像系統(tǒng)主動在預(yù)先確定的操作區(qū)域中搜索獅子魚,一旦找到就會向魚發(fā)射矛,然后浮出水面并進(jìn)行回收工作。
這款機(jī)器人利用人工智能、計算機(jī)視覺和機(jī)器學(xué)習(xí)系統(tǒng)來區(qū)分“敵人”跟“朋友”,機(jī)器人被輸入了上千張獅子魚圖像來達(dá)到正確識別的能力。然后,學(xué)生們又在AI平臺輸入成千上萬張不能成為瞄準(zhǔn)目標(biāo)的圖片,主要是潛水員以及其他水生動物。
到目前為止,機(jī)器人的準(zhǔn)確率超過95%,但是,開發(fā)學(xué)生希望在不久的將來進(jìn)一步改進(jìn)。
8:本古里安大學(xué)的RSTAR機(jī)器人可以識別障礙,完成爬行、攀爬和伸展動作
以色列內(nèi)蓋夫本古里安大學(xué)的研究人員開發(fā)出一種新型機(jī)器人,可以避開障礙物滾動、爬行、攀爬和伸展,可以在狹窄的空間行動,適合用于搜索和救援行動等任務(wù)。這種機(jī)器人被稱為RSTAR(Rising Sprawl-Tuned Autonomous Robot),兩側(cè)各一排圓形輪子。當(dāng)在平坦的表面上行動時,它會啟動圓形的輪子。然而,當(dāng)它遇到不平的地形時,它會翻轉(zhuǎn)并使用兩邊的輻條,機(jī)器人可以實現(xiàn)爬行或攀爬。
如果機(jī)器人遇到難通過的地形,它還可以伸出手臂,向前移動,然后將手臂移回原位。更重要的是,它可以使用輻條輪在管道和墻壁上行進(jìn),可以到達(dá)普通機(jī)器人無法進(jìn)入的區(qū)域。
9:哈佛的下一代微型機(jī)器人可以在水上或水下行走
2018年出現(xiàn)了微型機(jī)器人,而哈佛最新研發(fā)的HAMR(哈佛動態(tài)微型機(jī)器人)可能是其中最出彩的,因為它能夠在陸地、水上和水下行走,開辟了新的探索途徑。
最初的HAMR是在2013年推出,使用了23個微觀材料層,這些材料被激光切割成特定的樣式,例如腿形狀。每條腿(共4個)配備一對微型執(zhí)行器,為其提供了巨大的機(jī)動性。
最新版本機(jī)器人的運(yùn)動腳墊在每條腿上都配有襟翼,提供表面張力,也就是浮力,使其能夠在水上行走。當(dāng)轉(zhuǎn)到水面下行走時,它會經(jīng)歷電潤濕過程,減少墊的接觸角,讓機(jī)器人下沉。
而再回到陸地時,它需要一個爬升的坡道,而研究人員希望在未來改進(jìn)這一點。
10:AIST的HRP-5P施工機(jī)器人在日本當(dāng)工人
日本國家先進(jìn)工業(yè)科學(xué)與技術(shù)研究所(AIST)的工程師正在開發(fā)HRP-5P機(jī)器人,幫助應(yīng)對國內(nèi)建筑工人減少的現(xiàn)狀。機(jī)器人不是“萬事通”什么活都能干,但是可以處理一部分任務(wù),例如準(zhǔn)確懸掛干墻或膠合板。
機(jī)器人組合使用物體和環(huán)境檢測,還可以全身運(yùn)動來執(zhí)行任務(wù)。AIST希望將機(jī)器人用在較繁重的任務(wù)中,讓人類工作人員專注在輕型、低危險的工作。
這些只是今年新推出的機(jī)器人和開發(fā)項目的其中一部分,還有許多其他機(jī)器人已經(jīng)開發(fā)出來并且在各種不同的行業(yè)應(yīng)用。
機(jī)器人技術(shù)正在穩(wěn)步融入我們的生活,比如服務(wù)和女仆機(jī)器人已經(jīng)存在多年,遠(yuǎn)程機(jī)器人手術(shù)也正迅速成為醫(yī)院的常態(tài)狀況,機(jī)器人自動化正在以前所未有的速度推動制造業(yè)的發(fā)展。
我們可以預(yù)計這種機(jī)器人趨勢會持續(xù)下去,甚至可以在新技術(shù)推出時加速發(fā)展。無論喜歡與否,機(jī)器人將繼續(xù)在我們的生活中發(fā)揮不可或缺的作用,并且可能成為必需品,就像互聯(lián)網(wǎng)和智能設(shè)備一樣。