人工智能&机器人 » 材料

壁虎与机器人

Yuan — Tue, 09 Feb 2010 00:16:35 +0000

爬墙机器人被广泛应用于搜索、救援、侦察，以及科学实验和科学考察，它们是怎样在墙壁上如履平地的呢？主要方法有：吸盘：使用真空吸附原理使用胶水（真的有这样的机器人，看下面的视频）壁虎胶带在自然界，壁虎依靠神奇的四脚静止时紧紧吸附，移动时轻松脱离。对壁虎脚足刚毛吸力的精确测定表明，壁虎脚与物体表面的吸力完全是“范德华力”相互作用的结果。壁虎脚趾上约有650万个次微米级毛发，以几何阵列方式排列，每单一毛发直径约200至500奈米，约是人类毛发的直径的10分之1，长度是人类毛发直径的2倍，毛发前端有100~1000个类树状的微细分枝，每分枝前端有肉趾，能产生约10-7牛顿力，若整合整体毛发能产生每平方公分约10牛顿的力，即若当壁虎的四肢都与表面物质接触可载重约260磅重的人，悬挂负重能力约是其本身体重的400倍强。科学家仿照壁虎脚上毛发的几何排列构造，以电子光束微影与氧电浆蚀刻法（dry etching in oxygen plasma）在5微米厚的聚醯亚氨薄膜（polyimide film）上制成约2微米长、500奈米直径以1.6微米周期排列的高弹性聚醯亚氨纤维，实验结果这种高强度纤维每0.5平方公分约可负重大于100公克的物体，并可数次重覆使用，被名为“壁虎胶带”。毫无疑问，使用“壁虎胶带”的机器人在爬墙的时候有巨大的优势：运动灵活、耗能少；不过“壁虎胶带”仍在试用阶段，需要解决的问题主要有：如何适应不同的表面：机器人在运动时需要恰当的吸附力，不能太大也不能太小；如何保持清洁：在把自己吸附在天花板上的时候，机器人也吸附了一身灰尘，这可是不行的。下面就看看爬墙机器人们的精彩表演，首先出场的是斯坦福大学的StickyBot，该机器人重300克，在玻璃上行走速度达到4cm/s。 “壁虎胶带”还可以直接作为机器人的履带，CMU的WaalBot就是这么干的：美国DARPA的RiSE机器人可以爬树：以色列大学的机器人也好不弱，不仅有采用“壁虎胶带”的，还有使用“胶水”的，请注意下面视频的第40秒：当然类人机器人也不干落后，也能攀岩，下面视频中的Bioloid机器人通过外置的摄像头来选择攀岩的路径：我国的壁虎机器人（珠海新概念航空航天器有限公司）也很牛，爬墙如履平地，其灵活性和运动速度可媲美自然界的壁虎。参考文献人造纳米壁虎胶带非常“壁虎” Waal Climbing Bots wikipedia: Gecko tape Wall Climbing Robots Try Out New Techniques Bioloid Climbs Walls The Old Fashioned Way 我国仿生机器人壁虎爬墙如履平地订阅这篇文章的评论？分享到del.icio.us Digg this! 发到Diigo Post on Google Buzz 添加到Mister Wong 分享到Mixx 分享到Reddit [...] 相关文章

情感机器人

Yuan — Sat, 07 Nov 2009 14:55:37 +0000

前两天看电影《铁人浮生记》，讲一个家用机器人——安德鲁突然有了智能，然后不断学习、升级，最终成为人类的故事。（是的，成为人类！电影中最后法院承认安德鲁是一个人类，因为他放弃了永生、选择了死亡。）在安德鲁长达200多年的升级成为人类的历程中，有一段比较有趣，安德鲁说：“我希望有更加丰富的情感表达能力，我的面部不能表达出我的思想。” 是啊，人类的情感和表情是如此的丰富，在与人的交往中是如此的重要，因此情感机器人和机器人表情一直受到科学家们的关注。Hanson机器人公司是其中的佼佼者，我们一起分享一下TED上的一段视频，其中“爱因斯坦”和“阿童木”的表情真是惟妙惟肖。(...)
阅读全文：情感机器人

软体机器人：Chembot

Yuan — Fri, 23 Oct 2009 14:59:55 +0000

看到这个机器人不由得想起《终结者外传》中的“液体－金属变形”机器人。而 iRobot 公司似乎想把人类带到“审判日Judgment Day” ，他们先是研制军用机器人，现在又在试图制造变形机器人。当然，这个机器人还没有电视剧中那么强大，但是iRobot公司正在朝着那个方向努力。

在2009智能机器人系统大会（IROS 2009）上，iRobot和芝加哥大学一起公开了他们研制的软体机器人：Chembot，下面是在大会上演示的视频：(...)
阅读全文：软体机器人：Chembot