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482大自然神奇的力量，帶給機(jī)器人專(zhuān)家很多研發(fā)靈感。
比如植物的生長(zhǎng)。
當(dāng)植物每天接受長(zhǎng)時(shí)間的太陽(yáng)光照時(shí)，通過(guò)細(xì)胞分裂(有絲分裂)和幼苗上胚軸或生長(zhǎng)點(diǎn)的擴(kuò)展，植物會(huì)迅速長(zhǎng)出葉子和莖，這將支持未來(lái)花朵或果實(shí)的生長(zhǎng)。
植物的生長(zhǎng)方式給麻省理工學(xué)院的工程師帶來(lái)了靈感，于是他們開(kāi)發(fā)出一種靈活機(jī)器人。
靈活機(jī)器人采用鏈狀附件設(shè)計(jì)，使其延伸得足夠靈活，因此能夠在任何必要的配置中扭轉(zhuǎn)和轉(zhuǎn)動(dòng)。
同時(shí)，它又具有足夠的剛性以支撐重負(fù)載，或施加扭矩以在狹窄的空間中組裝零件。
靈活機(jī)器人由一個(gè)“生長(zhǎng)點(diǎn)”或變速箱組成，該變速箱將松動(dòng)的互鎖塊鏈拉入盒子，將鏈條單元鎖定在一起。
任務(wù)開(kāi)始時(shí)，靈活機(jī)器人會(huì)以剛性附件的形式將鏈條逐個(gè)送出。
任務(wù)完成后，機(jī)器人可以收回附件，并以不同的長(zhǎng)度和形狀再次將其伸出以迎接下一個(gè)任務(wù)。
這項(xiàng)研究部分由日本軸承制造商N(yùn)SK Ltd資助。
填補(bǔ)狹窄空間機(jī)器人靈活作業(yè)的空白
在相比寬闊開(kāi)放的工廠中，移動(dòng)機(jī)器人實(shí)現(xiàn)自主導(dǎo)航毫無(wú)困難，但是對(duì)于在狹小的空間里，或者是雜亂的貨架后面，甚至是擰開(kāi)汽車(chē)發(fā)動(dòng)機(jī)的油蓋，目前的機(jī)械手可能無(wú)法實(shí)現(xiàn)。
靈活機(jī)器人的研發(fā)也許就可以填補(bǔ)這方面的空白。
福特基金會(huì)工程學(xué)教授Asada表示，“機(jī)器人的實(shí)現(xiàn)與實(shí)際工廠完全不同，它是在某種抽象水平上展現(xiàn)出相同的功能。”
在實(shí)驗(yàn)中，機(jī)器人被編程后，它會(huì)繞著障礙物從其基座延伸或在擴(kuò)展時(shí)轉(zhuǎn)過(guò)身。
也就是說(shuō)，它已經(jīng)足夠靈活了。
據(jù)研究人員表示，如果將抓爪連接到機(jī)器人的生長(zhǎng)尖端或變速箱上，則靈活機(jī)器人可以生長(zhǎng)得足夠長(zhǎng)，以在狹窄的空間中蜿蜒，然后施加足夠的扭矩來(lái)松開(kāi)螺栓或擰松蓋子。
團(tuán)隊(duì)的研究員Emily Kamienski認(rèn)為，自動(dòng)維護(hù)是機(jī)器人可以完成的任務(wù)的一個(gè)很好的例子。她說(shuō)：“引擎蓋下的空間相對(duì)開(kāi)闊，但最后一點(diǎn)是必須在發(fā)動(dòng)機(jī)缸體周?chē)鷮?dǎo)航或到達(dá)機(jī)油濾清器的地方，這是固定臂無(wú)法觸及的地方。而這個(gè)機(jī)器人可以做類(lèi)似的事情。”
關(guān)鍵是解決“最后一腳”
“最后一腳”是指機(jī)器人任務(wù)或探索性任務(wù)的最后一步。
機(jī)器人一般都花費(fèi)大部分時(shí)間穿越開(kāi)放空間，但其任務(wù)的最后一步可能涉及在更緊湊、更復(fù)雜的空間中，因此它需要進(jìn)行更靈活的導(dǎo)航以完成任務(wù)。
目前，該團(tuán)隊(duì)已經(jīng)設(shè)計(jì)出各種概念和原型來(lái)解決“最后一腳”的問(wèn)題，包括由柔軟的氣球狀材料制成的機(jī)器人，這種材料可以像藤蔓一樣生長(zhǎng)，毫無(wú)壓力地通過(guò)狹窄的縫隙擠壓。
但是，遺憾的是，一旦機(jī)器人蠕動(dòng)到目的地，這種柔軟的可擴(kuò)展機(jī)器人還不夠堅(jiān)固，無(wú)法支撐執(zhí)行器所需的末端執(zhí)行器，例如抓手、相機(jī)和其他傳感器。
福特基金會(huì)工程學(xué)教授Asada說(shuō)：“我們的解決方案實(shí)際上不是軟的，而是巧妙地使用剛性材料。”
研究人員設(shè)計(jì)了一個(gè)變速箱來(lái)代表機(jī)器人的“生長(zhǎng)尖端”，就像植物的芽一樣，隨著更多的營(yíng)養(yǎng)素流向該部位，尖端將產(chǎn)生更堅(jiān)硬的莖。
在盒子中，它們裝有齒輪和電動(dòng)機(jī)系統(tǒng)，該系統(tǒng)用于拉起流化的材料，在這種情況下，彎曲的3D打印塑料單元序列相互連鎖，類(lèi)似于自行車(chē)鏈條。
當(dāng)鏈條被送入盒子時(shí)，它繞絞盤(pán)轉(zhuǎn)動(dòng)，絞車(chē)通過(guò)第二組電機(jī)進(jìn)行編程。第二組電動(dòng)機(jī)被編程為將鏈條中的某些單元鎖定到其相鄰單元，再將其從盒子中送出時(shí)形成剛性附件。
研究人員通過(guò)對(duì)機(jī)器人進(jìn)行編程，將某些單元鎖定在一起，而其他單元?jiǎng)t保持解鎖狀態(tài)，使其形成特定的形狀，或在某些方向“生長(zhǎng)”。
資料來(lái)源：麻省理工學(xué)院
當(dāng)鏈條被鎖定且狀態(tài)是剛性的時(shí)候，其強(qiáng)度足以支撐1磅重（不到1斤）。
柔性制造或再添新成員
柔性制造作為一種具有旺盛需求和強(qiáng)大生命力的生產(chǎn)模式。
機(jī)器人在汽車(chē)和3C電子制造行業(yè)的應(yīng)用占比超過(guò)65%，柔性抓取、靈活作業(yè)甚至能自主避障的機(jī)器人都是精密智能倉(cāng)庫(kù)亟需的設(shè)備。
在新一代的信息技術(shù)與制造業(yè)深度融合的發(fā)展主線下，如果將靈活機(jī)器人用于生產(chǎn)制造系統(tǒng)中，以其柔性化的生產(chǎn)能力，必將帶來(lái)顛覆性的工廠革命。
