對(duì)于機(jī)器人,我們都已不再陌生。不管是成果迭出的機(jī)器人比賽,還是形形色色的以機(jī)器人為主角的文藝作品,我們對(duì)機(jī)器人的陌生感逐漸降低。隨著科技的發(fā)展,機(jī)器人也不斷推陳出新,出現(xiàn)了不少有意思、有創(chuàng)新的種類。
我國科學(xué)家研制出一種身段柔軟靈活的機(jī)器人,它的個(gè)子雖小,僅有2厘米長、0.3克重,但是其功能卻讓人大開眼界,能在人們的指示下前往既定目標(biāo),以小小的身軀承擔(dān)重物,翻越陡坡,無論是在嚴(yán)寒還是酷暑中都能正常使用。
這種迷你的軟體機(jī)器人正以其極強(qiáng)的綜合性能受到廣泛關(guān)注,人們期盼著未來它可以在廢墟狹縫、生物體內(nèi)完成各種復(fù)雜作業(yè),它的面世也喚起了人們對(duì)軟體機(jī)器人的好奇,它與傳統(tǒng)的剛性機(jī)器人之間有著怎樣的區(qū)別呢?
機(jī)器人是指有獨(dú)立的自動(dòng)控制系統(tǒng)、可以改變工作程序和編程、模仿人體某些器官的功能,并能完成某些操作或移動(dòng)作業(yè)的機(jī)器。它們的出現(xiàn)可以代替人們的工作,在惡劣的自然環(huán)境或枯燥的重復(fù)性勞作中發(fā)揮作用。但是,很多時(shí)候,傳統(tǒng)的剛性機(jī)器人的應(yīng)用情景有限,因此科學(xué)家們將目光轉(zhuǎn)向軟體動(dòng)物,從它們的運(yùn)動(dòng)特性上攫取靈感,制造出具有更大自由度和變形能力的軟體機(jī)器人。制造軟體機(jī)器人首先以自然界的軟體動(dòng)物為原型,模仿自然界中的生物軟體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì),章魚、象鼻、尺蠖、水蛭等動(dòng)物的仿生軟體機(jī)器人先后被成功研制出來。其次就是制作材料,軟體機(jī)器人由可產(chǎn)生大應(yīng)變的柔軟彈性材料制成,并依靠自身形狀在空間上的連續(xù)變化來實(shí)現(xiàn)運(yùn)動(dòng),其驅(qū)動(dòng)方式主要有依靠形狀記憶合金驅(qū)動(dòng)、氣動(dòng)—液壓驅(qū)動(dòng)、電活性聚合物驅(qū)動(dòng)、電機(jī)—鋼絲繩驅(qū)動(dòng)、化學(xué)驅(qū)動(dòng)幾種方式。
作為一種全新的機(jī)器人,軟體機(jī)器人的優(yōu)點(diǎn)很明顯,如質(zhì)量輕、對(duì)目標(biāo)形狀的適應(yīng)能力強(qiáng)、與環(huán)境接觸碰撞力小等優(yōu)點(diǎn),它可以變形、擠壓,能夠縮成一個(gè)小團(tuán)再恢復(fù)原形,能夠鉆進(jìn)非常狹小的空間里,還可以在粗糙的表面上前進(jìn),能夠繞過不規(guī)則的障礙物,能夠沿著繩子爬行等等。種種強(qiáng)大的本領(lǐng)使得軟體機(jī)器人在使用過程中具有天然的低風(fēng)險(xiǎn)性,特別適宜在空間無人狀態(tài)下使用。在醫(yī)療救援方面,軟體機(jī)器人的應(yīng)用前景很廣闊,它們可以在狹小的空間找尋傷者,幫助救援。
目前,人們還在探尋更多關(guān)于軟體機(jī)器人的應(yīng)用可能,如在太空中的運(yùn)用,科學(xué)家們希望依靠軟體機(jī)器人實(shí)現(xiàn)針對(duì)空間碎片、廢棄衛(wèi)星等空間目標(biāo)的捕獲,發(fā)揮其在狹窄空間操作的長處,在航天器內(nèi)部設(shè)備維護(hù)、空間站艙內(nèi)操作等任務(wù)中解決難題,利用大尺寸軟體機(jī)器人實(shí)現(xiàn)空間設(shè)施的長距離搬運(yùn)。
總的來說,軟體機(jī)器人是一種科技含量高、前景良好的創(chuàng)新型機(jī)器人,它以材料科學(xué)、機(jī)構(gòu)學(xué)和控制科學(xué)為基礎(chǔ),利用軟體材料的物理特性使機(jī)器人進(jìn)行更簡單的高效運(yùn)動(dòng)。近年來,軟體機(jī)器人研究與開發(fā)作為一個(gè)新興的領(lǐng)域,也越來越受到關(guān)注,也許未來我們在生活中的方方面面都可以看到軟體機(jī)器人的作用。
本文摘錄自科普中國