2022回顾——充满奇思妙想的机器人

【蜂耘网  机器人】2022年已经来到了尾声，在过去的一整年里，机器人行业给我们带来了不少惊喜。这些奇形怪状的机器人各有特点，有的实用强大，有的滑稽有趣……让我们一起来盘点一下2022年的各类机器人吧！

 

人形机器人

 

8月11日晚，小米在秋季新品发布会上首次对外公布了小米首款全尺寸人形仿生机器人 “CyberOne”。CyberOne高 1.77 米，重 52kg，被内部工作人员称为“铁大”。

 

作为一款“更像人”的机器人，CyberOne能够通过敏锐的视觉重建真实三维世界；全身控制算法可协调21个关节自由度，保障流畅的运动姿态；还能感知人类情绪，辨别85种环境语义和45种人类语义情绪。

 

 

10月1日，特斯拉人形机器人擎天柱在特斯拉AI Day上惊艳亮相。据马斯克称，“擎天柱”身高为5尺8寸（约173公分），重125磅（约56公斤），行走速度为每小时5英里（约时速8公里），最多可提45磅（约20公斤）的物品。

 

特斯拉表示，擎天柱的设计基于人体，希望它的行为方式能够接近人类。

 

特斯拉的汽车技术也应用在了擎天柱身上，包括电池组、自动驾驶软件系统、传感器等。甚至使用了类似与汽车碰撞测试的方式对擎天柱的运动和碰撞进行了模拟。

 

在AI Day上，擎天柱展示了搬运物品、对植物浇水、移动金属棒等能力。马斯克称其远景目标是服务于千家万户，代替人类做饭、修剪草坪、照顾老人等。

 

 

软体机器人

 

美国哈佛大学工程与应用科学学院研究人员设计了一种新型柔软机器人抓手，灵感来源于大自然，它抓取物品的方式如同水母捕猎一样。

 

它可以用来抓取脆弱的需要被保护的物品。抓手通过缠绕和打结增加持握的强度，这保证了高强度的集体保持力的同时，也保护了脆弱的物体不会被损坏。想要放下物体，只需将细丝解压。

 

这种通过细丝抓取物品的方式，扩大了机器人可抓取物品的范围。在实际应用中，抓手可抓取农业生产和配送中新鲜软水果和蔬菜、医疗环境中的脆弱人体组织，甚至可抓取玻璃器皿等不规则形状物体。

 

 

受魔鬼鱼启发的另一款软体机器人名为“蝴蝶机器人”。它是机器人中的游泳健将，游泳速度比之前的游泳软体机器人快四倍以上。

 

北卡罗来纳州立大学机械和航空航天工程系副教授 Jie Yin 表示，目前为止，游泳软体机器人的游泳速度还没有超过每秒一个身体长度，但魔鬼鱼可以。它们速度快但消耗能量少。借鉴魔鬼鱼可以帮助设计出更快、更节能的软体游泳机器人。

 

最终，研究人员设计出了两款蝴蝶机器人，其中一款为速度而生，它可以达到每秒3.74个身体长度。另一款则为高度机动性设计，能够快速急转弯，速度为每秒1.7个身体长度。

 

 

两栖机器人

 

哈尔滨工程大学王刚副教授科研团队的研究成果——足桨式多模态水陆两栖机器人在机器人领域国际顶级期刊《IEEE机器人学汇刊》上发表。

 

它凭借足浆可变型关节和多模态驱动，可以在沙滩和水下智能切换奔跑模式和游动模式。在颗粒介质地面，它能够达到4倍体长/秒的奔跑速度。在水中，它不同于其他水下机器人一样悬浮于水中游泳，而是采取负浮力的游泳模式沉入水底，便于完成水底作业。在路过珊瑚礁等需要保护的水底地态时，它会切换游泳状态，避免碾压破坏地貌。

 

它还具备水下通讯功能，可在运动水面附近接收定位与通讯信号，对自己的位置信息进行校准。在浅水环境中的定位和通讯是行业难题，对于足桨式多模态水陆两栖机器人却轻而易举。

 

 

耶鲁大学的研究人员设计了一款水机两栖机器龟，该机器龟于 10月12日登上《Nature》封面。

 

它的灵感来源于地球上最古老的水陆两栖动物龟。它通过“自适应形态发生”改变形态，其四肢的可变刚度材料和人造肌肉帮助其在不同环境中变换出不同的形态。在陆地上，圆形四肢便于行走负重；在水中，长鳍状的四肢帮助游泳。通讯作者 Kramer-Bottiglio 表示，自适应形态发生可以提高机器人在多种环境中移动的效率。

 

两栖机器龟的应用前景广阔，它可以帮助沿海岸线的生态系统监测、海洋养殖。也可以帮助研究人员进行复杂冲浪区和其他环境过渡区的运动物理学研究。

 

 

微型机器人

 

3月1日，一种收集水中的化学污染物的微型机器人研究在《自然-通讯》杂志上发表。这些清洁微型机器人宽约200纳米，由温度敏感的塑料制成，可重复使用，被称为“指导从水中去除化学污染物的可持续技术的设计”。

 

在凉水中，这些微型机器人分散开来。纳米机器人的温度敏感塑料作为机器人的“手”，机器人用它来吸附像砷这样的微小污染物。一旦水温升高，机器人就会聚集在一起，拖着它们收集的污染物，机器人和污染物都可以用磁铁轻松提取出来。然后，一旦这些微小的机器人冷却并分离，污染物就可以被安全地卸下。

 

 

清华大学航天航空学院张一慧教授课题组也在今年创新研制出一款微型机器人，它的体长从6毫米到90毫米、质量从0.2克到3克不等，能在不同形貌，如圆柱面内外侧、波浪面、楔形面、球面等表面攀爬，还能在两个不同表面之间过渡。

 

这种具备攀爬能力的微型机器人拥有由软材料组成的类肌肉软驱动器，帮助它实现极佳的灵活性适应性和机械鲁棒性。它还具备可变刚度“智能关节”，使其可以在不同材质、不同粗糙度、不同形貌墙面攀爬，并在两种不同墙面之间过渡。

 

该微型软体攀爬机器人可进入一些狭窄、复杂的环境中，代替人类执行探测等作业任务。包括但不限于在飞机发动机、炼油机等复杂系统中进行故障检测、执行生物医疗任务等。

 

 

四足机器人

 

日本三精科技株式会社展示了机器人SR-02——一款外形酷似大象的四组机器人。它体型庞大，长度约3.6米，宽2米，高度2.1米，可以搭载4名成年人，重量约2吨，行走速度为每分钟3.8~9米。

 

它乘坐起来就像骑大象和骆驼一样，在行走过程中十分平稳。目前机器人在城市中并不少见，但是可以“骑”着走路的机器人确实罕见。乘坐人员可以对它进行有线操控，也可以由工作人员无线遥控。

 

未来它将被应用于植物园、动物园和公园等地的游览观光。

 

 

中国公司小鹏汽车发布了人类历史上第一匹可以骑乘的机器马。

 

它基于四足机器人架构设计，具有多维环境感知、流畅动作、智能情感交互能力。它具备智能控制系统，就像汽车中使用的那样：带有摄像头和激光雷达。

 

设计师称其在设计时受到了独角兽形象的启发，因此，这款机器马的外形充满童真。这款机器马也更适用于儿童，额外的背面小槽使其可用于运输货物。

 

 

多工种机器人

 

在今年的在第五届进博会上，全球首创的多工种机器人集群服务站重装亮相，在展馆内提供引领、导览、安防巡检、环保回收等服务。

 

室内移动机器人一般采用激光雷达等导航定位手段，但该机器人集群采用的却是无人驾驶技术栈。它拥有场景语义识别、多传感器融合的算法，且机器人和机器人之间保持独立近场通讯，既能保障人群通过性和行驶安全性，还能达到数十上百台机器人间的群体协作。

 

据了解，整个机器人集群服务系统拥有专利680件，其中超过70%为发明专利。

 

 

（蜂耘机器人网  责任编辑：墨染）