


将模块化机器人——那些可以组合成更大机器人的小型机器人——的首次实际应用,归功于一家名为Modular Robotics的公司,这再合适不过了。“我们窃取了学术领域的名称来命名我们的公司,”首席执行官兼设计总监Eric Schweikardt说。“我对此丝毫没有负罪感。”
正如Schweikardt指出的那样,数十年来关于机器人可以被混合、匹配并适应各种任务和环境的令人难以置信的潜力的论文,都以相同的悲伤结局告终,研究人员无法为他们描述或设计的系统找到实际的、近期的应用。例如,你可能听说过麻省理工学院的自组装模块化机器人,该机器人于上月宣布。但这些机器,和其他许多机器人一样,都是为了研究而生,在实验室之外没有实际用途。因此,除了挪用整个机器人领域的名称外,这家总部位于科罗拉多州博尔德的公司还更进一步,实际生产了一些模块化机器人。
这些首批系统于2011年发布,是Cubelets,一系列包含各种处理器、传感器和执行器的积木。作为商业产品,Cubelets令人兴奋,它们展示了如何将机器人组合重新组合并即时重新利用。但它们也非常普通,容易被忽视:组装起来的创作并非特别令人印象深刻或有能力的玩具。它们会从热源处逃离,或者在被拿起时发出虚假的警报,这些行为在几秒钟内就会失去吸引力。乐趣在于搭建,但搭建出来的结果并没有那么令人愉悦。
现在,Modular的第二个积木机器人尝试——今天早上通过Kickstarter宣布——终于面世了。虽然第一批产品要几个月才能到达支持者(或爱捉弄人的记者)手中,但这些玩具可能是真正的交易,商业化的模块化机器人,为更强大的系统铺平道路。
Moss的设计有很多值得称道之处,比如用于在模块之间传输数据和电源的单一连接。但也许最具革命性潜力的元素是玩具使用的稀土磁铁——大部分位于立方体角落。除了提供一种无需工具即可将机器人相互连接的方法外,这些钕磁球还可以充当关节,使部件能够自由铰接或摆动。这是一个小小的天才之举,部分原因在于它可以带来多功能结构,但也因为机器人非常脆弱,几乎可以说是自毁型的,容易将自己的部件撞坏,无论是撞到环境还是撞到自身。如果一个Moss机器人将一个复杂的多关节附肢猛地撞到椅子腿上,肢体可能会断掉。但重新连接应该像把磁铁重新放回原位一样简单。这是模块化机器人概念的关键优势之一——它可能以渐进的方式失效或散架,而不会使整个组装好的机器人报废。这种特性也带来了这类机器人另一个独特的好处,那就是能够重新分配它们,增加新的移动模式来应对新的地形(例如城市街道的履带,森林的腿等),以及新的形状和尺寸来承担不同的角色。
Moss是一款玩具,但模块化机器人不必如此。从制造和生产这款玩具中获得的经验教训,可能会带来大量具有实际工作的自适应机器人。尽管Modular Robots不会讨论其自身的非玩具研发项目,但Schweikardt认为,在未来几年,模块化机器人在制造业等一系列行业中可能会成为高度专业化的单一任务机器人的多功能、可定制替代品。
不过,目前Moss是一款模块化玩具,它加入了越来越多的功能强大且可编程的玩具机器人行列,例如Romo、Sphero 2.0和Anki。Moss机器人,例如Shogun Tank(第一个艺术家创作的系列套装),可以通过蓝牙进行直接远程控制。更有进取心的用户可以深入研究API,并调整预先加载的自主行为,例如四处行驶、避开障碍物,并在听到双击时发射类似Nerf的飞镖,或者创建全新的行为,例如计算环境中墙壁的数量,从而形成一个动态的内部地图。但这种程度的控制意味着学习或至少是摆弄C语言,Schweikardt希望最终能摆脱这种编程语言。“我不再认为每个人都应该学习编程,”Schweikardt说。他曾经这么认为,是因为它教会了他批判性思维。但现在,纠结于代码以尝试访问每个微控制器的所有功能似乎很乏味,而且与人们真正想用机器人做什么无关:让它做很酷的事情。
最终,Modular希望提供更直观的编程选项,包括一种称为有限状态机的方法——具体细节可能会很复杂,但它是一种计算模型,允许更抽象的命令。而不是输入极其精确的值来让机器人巡逻某个区域并向移动目标开火,为无数的突发情况指定距离和高度数字,该系统将呈现其全部功能,并让程序员自己连接这些点:“射击任何移动的东西!”
Moss,和它的同类机器人玩具一样,价格不菲,一个相对简陋的入门套件售价为59美元,但更令人兴奋的套件(如Shogun Tank)售价为299美元及以上。这些是Kickstarter的认捐级别,但支持者在他们的投资方面应该相对安全——根据Schweikardt的说法,该公司仅将Kickstarter作为营销工具(“这是2013年宣布产品的方式,”),Modular已经投入了至少五十万美元的生产能力用于Moss。虽然Kickstarter的资助者将首先拿到他们的机器人(在2月),但零售版本将紧随其后,并希望在2014年假日季之前实现更广泛的主流发布。可以肯定地说,与许多基于硬件的Kickstarter产品不同,Moss将会出现。而那些率先获得它的人,不仅仅是第一次接触一个很棒的机器人玩具。他们将接触到机器人领域最聪明的想法之一,然后在它重组进入我们的集体生活中。