未來機器人要靠這十大技術(shù)！

近年來，工業(yè)機器人領(lǐng)域各類熱門產(chǎn)品不斷涌現(xiàn)，全國的市場規(guī)模也在不斷擴大。中國汽車及零配件行業(yè)和消費電子行業(yè)都需要大量的工業(yè)機器人設(shè)備。據(jù)國際機器人聯(lián)合會(IFR)數(shù)據(jù)顯示，截止2012年，中國工業(yè)機器人年安裝量達22987臺，同比增長1.8%。這一數(shù)量還將進一步增長，預(yù)計到2015年，年安裝量將達到32500臺。

近日，歐盟委員會副主席克洛斯（NeelieKroes）發(fā)出警告，稱歐盟境內(nèi)的機器人生產(chǎn)商必須安撫公眾，以免使后者認為自己將大面積失業(yè)。據(jù)英國媒體報道，歐盟已經(jīng)出資7億歐元，資助機器人研究，而歐盟的產(chǎn)業(yè)界也投入了21億歐元。

目前世界上至少有48個國家在發(fā)展機器人，其中25個國家已涉足服務(wù)型機器人開發(fā)。在日本、北美和歐洲，迄今已有7種類型計40余款服務(wù)型機器人進入實驗和半商業(yè)化應(yīng)用；而隨著科技的發(fā)展，機器人也從科幻慢慢走入現(xiàn)實，進入人類的工作與生活中。盡管當前機器人還未達到人們想象中的高度智能化，但正在向這個目標前行。

1.具有“肌肉記憶”功能的機械手臂
德國機器人公司Festo開發(fā)出了一種酷似象鼻的新型機械手臂，它能靈活地做出各種精確動作，并能通過類似嬰兒的學(xué)習(xí)方式和“肌肉記憶”功能，學(xué)會任何人教給它的動作組合。機械手臂由許多氣動管組成類似肌肉功能的環(huán)節(jié)狀物體，氣動管內(nèi)的氣壓會隨著機械手臂的變化而發(fā)生細微變化，從而使機械手臂做出精確動作。
　　

機械手臂能夠以類似于嬰兒學(xué)習(xí)抓握物體的方式——在反復(fù)嘗試和出錯的過程中，掌握抓住物體所需的肌肉動作。與2010年Festo推出的早期機械手臂相比，新型機械手臂的運動精準性得到極大改善，可以輕松執(zhí)行換燈泡、撿花生米等任務(wù)。

2.可不停跳躍的仿生袋鼠
德國機器人公司Festo推出一種仿生袋鼠機器人，站立高度3英尺3英寸（約合1米），重量僅為15磅（約合7公斤）。該機器人精確復(fù)制了自然袋鼠的大多數(shù)典型特征，可以像一只真正的袋鼠不停的跳躍。它垂直跳躍高度可達1英尺3英寸（約合40厘米），水平跳躍距離為2英尺7英寸（約合0.8米）。

仿生袋鼠的動力來自一個貯存有高壓空氣的小型儲罐，通過一根彈簧完成肌腱的運動功能。通過驅(qū)動器、控制技術(shù)和能量遷移技術(shù)，模仿袋鼠可以從跳躍時的每一個運作中有效恢復(fù)能量，從而完成下一次跳躍，形成連續(xù)動作。
　　

機器袋鼠在運動過程中應(yīng)用到的能量產(chǎn)生、存儲和再利用技術(shù)，對機器人技術(shù)的發(fā)展都有著非常強的指導(dǎo)意義。　　

3.可以進行復(fù)雜運動的谷歌機器人
谷歌收購的機器人工程技術(shù)廠商BostonDynamics制造出名為“Atlas”的機器人，可以實時感知真實世界中周圍環(huán)境狀況，并進行相應(yīng)的動作。Atlas擁有兩個“立體接近相機”（stereoproximitycameras）和一個位于頭部的相機，可通過頭部激光障礙識別系統(tǒng)(LIDAR)來顯示周圍環(huán)境狀態(tài)。該系統(tǒng)能夠向周邊環(huán)境發(fā)射多束激光，然后根據(jù)激光的反饋數(shù)據(jù)進行分析，得出周邊環(huán)境全景圖像，并以此做出移動路線和行動方案，從而完成分辨目標物體、接近目標以及撿起目標物體等復(fù)雜任務(wù)。

目前，一個來自美國麻省理工大學(xué)的機器人專家團隊正在對“Atlas”機器人進行最后調(diào)試，希望這個機器人能夠完成爬樓梯、開門、駕駛汽車等復(fù)雜任務(wù)。并且會參加將于2014年底舉辦的美國國防部DARPA機器人挑戰(zhàn)賽。

4.可吸收著陸沖擊力的球形機器人
美國宇航局艾姆斯研究中心正在設(shè)計一個柔軟、可變形的，具有可遙控外骨骼的超級球型機器人，解決行星登陸困難的問題。超級球型機器人采用張拉整體結(jié)構(gòu)，由一組連續(xù)的壓桿和纜索組成。盡管沒有任何剛性設(shè)備連接，也不靠輪軸或鉸鏈進行加固，但該機器人“異常耐用、體重輕盈，而且能夠展開”，其球形設(shè)計不會存在單一結(jié)點失靈的情況，并且可以在沒有任何幫助的情況下，將著陸過程中產(chǎn)生的巨大沖擊力，通過多個面進行分散、吸收，從而實現(xiàn)安全著陸。在成功登陸之后，它還能利用延長和收縮結(jié)構(gòu)連接纜繩產(chǎn)生推動力，借助球體結(jié)構(gòu)在行星表面滾動。這種機器人登陸天體無需攜帶減速傘、防撞氣球和輪子，可以大大減輕飛行重量。在發(fā)射時，球星機器人可以收縮為一個很小的結(jié)構(gòu)體，可以在有限的搭載空間里一次裝入更多的設(shè)備。這種設(shè)計將有可能徹底顛覆現(xiàn)有的探測車設(shè)計理念。

這個設(shè)計很有可能會被用在土衛(wèi)六的研究任務(wù)中，美國宇航局認為超級球形機器人能從距離土衛(wèi)六超過62英里(99.78公里)的高度安全著陸，不會有任何損毀。

5.美國海軍開始測試消防機器人
美國海軍研究實驗室(NRL)正在研發(fā)新型消防機器人“SAFFiR”(Shipboard Autonomous Firefighting Robot)，可直接走進火災(zāi)現(xiàn)場執(zhí)行救人行動。
　　

SAFFiR采用一款重量較輕、耐高溫的新型材料，最高可承受500攝氏度的溫度。目前科研人員正在對SAFFiR的跨越障礙物、舉設(shè)備、操作救火水管等技能進行測試。2014年下半年將會在一艘已經(jīng)退役的USSShadwell上進行全面測試

6.給宇航員做外科手術(shù)的微型機器人
目前美國內(nèi)布拉斯加-林肯大學(xué)的科學(xué)家研究出一款微型機器人，能夠為宇航員在太空中做簡單的外科手術(shù)。該機器人只有拳頭大小，大約有1磅重，能夠由地面上的外科醫(yī)生遠程遙控。在手術(shù)之前，首先完成對宇航員的固定操作，然后該機器人將會使用機械臂來進行操作，進而對宇航員的一些外科疾病進行處理。研究人員表示這款小型機器人能夠進行胃潰瘍穿孔或者移除宇航員結(jié)腸的手術(shù)。
　　

7.世界最大水下步行機器人問世
日前世界上最大的水下步行機器人“CrabsterCR200”研究成功。該機器人有6條腿，重635公斤，配有11部相機。這當中包括通過反射聲波在渾濁海水中識別方向的聲納相機，可以拍攝由4-30幀/秒的實時視頻。該機器人通過測量水流和聲脈沖的速度和方向，確認它在海底的位置，并把相關(guān)信息通過一條長約500米的電纜發(fā)送給操作人員完成操控。另外，它可以利用聲納繪制海底周圍環(huán)境的3D圖，并以每小時1英里（約合每小時1.6公里）的最高速度移動。
　　

8.能夠自由移動的打印機器人
最近，以色列ZutaLabs公司將普通的2D打印機改造成了一臺可以在紙上自由移動的機器人，它能夠在紙面上自主行走完成打印任務(wù)。ZutaLabs的設(shè)計理念是為了大幅縮減打印機的外形尺寸，使之方便攜帶，同時又保留在大片紙張上進行打印的能力。因此，這款打印機器人的尺寸只有10×11.5厘米，足以裝入書包中。機器人外殼采用了淚滴形狀的設(shè)計，能夠讓用戶更方便地把它跟紙張頁角進行對齊，以確保打印出來的東西不會看上去歪歪斜斜。

機器人由電池供電（通過USB充電），充滿一次電，電池可以使用大約一個小時。一個墨盒能打印超過1000頁內(nèi)容。它使用的是“標準”惠普噴墨打印墨盒，所以加墨成本不會太高。目前該機器人打印一頁A4紙平均需要40秒的時間，并且只能進行黑白打印，無法進行彩色打印。
　　

9.微軟機器人研發(fā)獲得新突破可調(diào)取記憶相互交流
微軟啟動SituatedInteraction項目，進行新一代人機交互系統(tǒng)開發(fā)。該項目已經(jīng)制作出一些新型機器人，可以通過內(nèi)置傳感器進行多人識別，甚至還可以推斷出這些人的職務(wù)以及預(yù)測他們的行為。
　　

其中一些機器人可以像人類一樣，根據(jù)已有記憶做出應(yīng)對行為，比如語音助理Cortana和Siri。這些機器人并不局限于記下使用者的日程安排，而是以此為基礎(chǔ)，結(jié)合使用者的習(xí)慣以及目前的位置，判斷出使用者目前以及接下來要做些什么。有些機器人甚至還可以相互交流，例如在使用者向?qū)Ш絻x問路時，處在目的地的機器人會從導(dǎo)航儀處獲得消息，做好迎接準備。
　　

10.能夠自組織的小型建筑機器人“白蟻”
美國科學(xué)家發(fā)現(xiàn)，白蟻能夠以群體的形式完成非常復(fù)雜的工作，而無需監(jiān)督。在協(xié)同工作過程中，彼此之間也無需討論?；诎紫伒倪@兩點特性，科學(xué)家研制出能夠自組織的小型機器建筑工人——“白蟻”。這種機器人利用紅外和超聲波傳感器的信號引導(dǎo)，能夠在無人監(jiān)督或者指導(dǎo)的情況下自行建造高塔、城堡和金字塔模型。整個建造過程中，它們無需使用任何詳細的圖紙。
　　

“白蟻”機器人的長度只有6英寸（約合15厘米），所使用的建筑磚由輕型泡沫制造。雖然個頭太小，但所表現(xiàn)出來的建造能力給科學(xué)家留下深刻印象。未來，類似的自治機器人可用于建造供人類居住的建筑，例如在地震災(zāi)區(qū)等危險地區(qū)，或者建造水下棲息地，甚至在月球或者火星上建造基地。