科技前沿：新軟體機(jī)器人有望實(shí)現(xiàn)與人類安全接觸

　　通過從自然界汲取靈感，科學(xué)家們往往可以創(chuàng)造出比傳統(tǒng)制造功能更多、更靈活的物件——譬如說，軟體機(jī)器人。

　　軟體機(jī)器人是一種新型柔韌機(jī)器人，作為一項(xiàng)新的交叉研究，它結(jié)合了柔性電子、仿生力學(xué)、生物學(xué)、智能高分子材料、人工智能、3D打印等前沿技術(shù)。而很多軟體機(jī)器人的設(shè)計(jì)靈感，都來自于仿生學(xué)——模仿人類的內(nèi)部構(gòu)造或昆蟲的外形架構(gòu)等。

　　軟體機(jī)器人因自身材質(zhì)而擁有一個突出特點(diǎn)，就是在與人近距離接觸時不會產(chǎn)生較大的安全威脅，因而在未來的人機(jī)交互中被科學(xué)家和工程師寄予厚望。

　　傳統(tǒng)機(jī)器人：我們的愛與怕

　　人們渴望家用和救援型機(jī)器人能得到更好的普及，但也擔(dān)心它們會失去控制——萬一程序錯亂，那畫面會不會變成一個機(jī)器人將它鋼筋鐵骨的手臂砍向人類？

　　早在1940年，阿西莫夫提出了著名的“機(jī)器人三大法則”，規(guī)定所有機(jī)器人程序必須遵守：一、機(jī)器人不得傷害人類，或袖手旁觀坐視人類受到傷害；二、除非違背第一法則，機(jī)器人必須服從人類的命令；三、在不違背第一及第二法則下，機(jī)器人必須保護(hù)自己。1985年，三大法則又得到擴(kuò)充，加入第零號法則：機(jī)器人要保護(hù)人類整體利益不受傷害，其他三條須以此為前提。

　　其中的第一法則讀起來最簡單，我們?nèi)祟惸艹浞掷斫?，卻很難“教”給一個機(jī)器人。至少目前，我們無法保證機(jī)器人能做到“持刀不傷人”。

　　而軟體機(jī)器人的柔軟度和可拉伸程度，都跟人體皮膚和肌肉非常接近，當(dāng)它們?yōu)槿祟愘N身提供救援、幫助，甚至人們將軟體機(jī)器設(shè)備穿戴上身時，親和性更好，也更安全。

　　“捕蠅草”：智能微機(jī)器人的曙光

　　英國《自然·通訊》雜志22日刊登的一篇論文，介紹了一種模仿捕蠅草的柔軟的機(jī)器人，其可以很好的感知并抓取物體。這種簡單的、能夠識別目標(biāo)的軟體機(jī)器人，被認(rèn)為是最適合用來自動處理精巧物體的機(jī)器人。

　　這項(xiàng)成果其實(shí)屬于材料科學(xué)的最新突破。長期以來，機(jī)器人工程師們渴望能制造一種人類友好型的、可安全接觸的軟體機(jī)器人，但是這類裝置的自動化一直是一項(xiàng)挑戰(zhàn)。而解決方法之一，就是采用全新材料——一種能夠響應(yīng)光刺激而改變形狀的材料。

　　科學(xué)家之前在這方面的嘗試，都需要借助外部照明，但效果并不理想。而芬蘭坦佩雷理工大學(xué)研究人員阿萊·普萊馬基及其同事，此次將光響應(yīng)液晶高彈體與光學(xué)纖維相結(jié)合，克服了外部激活需求。根據(jù)他們的方法，光纖維照射目標(biāo)物體，反射的光將誘導(dǎo)液晶高彈體彎曲。響應(yīng)性材料發(fā)生彎曲后，能夠抓取任何形狀的微型物體，譬如說進(jìn)入機(jī)器人視野的“人造昆蟲”。

　　該軟體機(jī)器人被設(shè)計(jì)為能夠抓取質(zhì)量為其自重幾百倍的物體，而且在光滅后，物體即被釋放。這種可以自我調(diào)控的光驅(qū)型軟體機(jī)器人，能夠自動識別不同物體，將為智能微機(jī)器人奠定基礎(chǔ)。

　　“大蜘蛛”：輕松駕馭復(fù)雜地形

　　名為“大蜘蛛”的軟體機(jī)器人，由來自加州大學(xué)圣地亞哥分校機(jī)械工程學(xué)家邁克·托雷及其帶領(lǐng)的科研團(tuán)隊(duì)創(chuàng)造。其最突出的本領(lǐng)是：能輕松駕馭各種復(fù)雜地形。

　　這種軟體機(jī)器人貌如其名，呈蜘蛛狀趴伏在地面上，黑色的四條腿都是通過3D打印技術(shù)制成。很特別的是，它行走的方式不是“邁開腿”，而更像是蠕動著前進(jìn)，類似于海星的前行方式，這使它不但能夠通過砂石等粗糙路面，還能從更大物體上方越過。

　　同“捕蠅草”軟體機(jī)器人相似，“大蜘蛛”機(jī)器人也沒有采用硬質(zhì)的金屬素材，只是在柔性腿部中融入了一些剛性的材料，使之能更好地駕馭地形的變換。所以，它在和人進(jìn)行交互的時候也比較安全。

　　“大蜘蛛”機(jī)器人未來能夠用于勘察惡劣環(huán)境、地震搶險、道路救援以及尋找失蹤人口等，與常規(guī)機(jī)器人相比，3D打印制造讓它成本更低，更便于生產(chǎn)和普及。

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