

当你想到机器人时,通常会想到一个能操纵周围世界的3D生物。但耶鲁大学的研究人员采取了不同的方法,他们远离自然,设计出“机器人皮肤”,可以包裹现有物体并从外部进行操纵。这是一个旨在解决太空时代问题的、超乎寻常的解决方案,尽管它的发明者希望它也能在地球上得到应用。
“它是一个平面机器人,内部嵌入了…人造肌肉和传感器,用于检测这些肌肉的收缩程度,”研究作者Joran Booth说。“我们可以控制它包裹的东西。”
理论上,任何柔软的物体都可以通过套上这种皮肤变成机器人:一根泡沫管、一个球,甚至是一匹毛绒马,正如耶鲁大学发布的一段视频所示。
根据下面的物体以及皮肤的应用方式,这些机器人可以用于各种不同的用途。
在太空这样的环境中,宇航员的携带能力有限,但可能需要执行意想不到的任务,这些机器人不占用太多空间,并且可以帮助改造现有物体,可能会很有用。它们是在Rebecca Kramer-Bottiglio(也称为Faboratory)的软机器人实验室中设计的,特别关注了太空应用。
在NASA征集用于宇航员的软机器人后,Booth和Kramer-Bottiglio在给《大众科学》的电子邮件中写道,Kramer-Bottiglio开始思考“将机器人送入太空时的一些限制——主要是每单位质量和体积的运输成本很高。我最终提出的问题是:如果我们除了试图减轻太空应用机器人的重量和尺寸外,还试图减少机器人的数量呢?”
该项目中出乎意料地困难的部分是让机器人所有部件协同工作——人造肌肉、“皮肤”以及控制它们之间关系的传感器。团队努力让传感器理解人造肌肉的长度,并使整个系统协同工作。在论文中,他们展示了他们能够使不同形状的皮肤和不同类型的“肌肉”按照预期移动。
然而,Booth说,“未来,潜在的机器人皮肤类型将非常广泛。”从论文中的例子——两个矩形、带有气动“执行器”(又称肌肉)的弹性体皮肤、带有金属合金执行器的织物皮肤,以及沿所有边都有合金执行器的织物三角形——他表示,通过混合搭配组件,还有很大的发展空间。这些平面机器人有多种潜在用途,从制造论文中展示的(上图所示)姿势校正衬衫,到用于抓取物体的多组件夹具。
Kramer-Bottiglio写道:“我们的概念很简单,但有趣的是,我们在文献中找不到类似的东西。我们认为这是因为这个概念并不完全受生物启发——我们没有找到任何具有完全被动身体和主动皮肤的自然生物的例子。但是,在构建人造系统时,这种方法为我们提供了巨大的设计空间。”
现在唯一的问题是给一个平面机器人起什么名字。煎饼?