運用日本剪紙藝術概念做鱗片,哈佛團隊讓軟機器人能像蛇一樣爬行

作者 | 發布日期 2018 年 02 月 27 日 12:00 | 分類 尖端科技 , 機器人 follow us in feedly

在去年柯潔與 AlphaGo 的世紀之戰後,人們很難不注意到人工智慧(AI)正持續火熱進步,但其實機器人「身軀」的硬體產業也在持續發展。哈佛大學團隊近日就公布了機器人方面的最新研究成果,雖然看起來有些奇怪,但這個像個管子一樣的東西確實是機器人。



TheVerge 報導指出,這個軟機器人的本體非常簡單,主要由矽橡膠管(silicone rubber tube)構成,但外層有非常特殊設計的皮膚:一種用雷射切割、具可拉伸特性的薄型塑膠片,上面布滿了三角形或圓形切口,看起來就像是蛇身上的鱗片。

哈佛研究團隊想要的正是這樣的效果──讓軟機器人能像蛇一樣移動。科學家研究中發現,這種人造蛇皮可以抵抗像瀝青和混凝土這樣的粗糙表面;就像其他許多新型態機器人,自然界再次擔任人們的繆斯女神 。

為了模仿蛇皮,哈佛大學博士後研究員 Ahmad Rafsanjani 參考了日本的剪紙藝術「切り紙」(kirigami),運用雷射將薄型塑膠片切割成線條、三角形、圓形或梯形的形狀,再將這種人造鱗片皮膚纏繞在裝有空氣幫浦的矽橡膠管上。

當空氣被泵入管內,軟體機器人便會向前伸展,接著人造皮膚上的鱗片彈出,抓住前方地板的表面,並在充氣放氣的過程中達成前進的目的;人造鱗片皮膚的製作並不困難,同時也能省下工程師得運用制動器(actuators)讓軟體機器人移動的麻煩。

只是雖然活動機制看起來很簡單,在全部成形之前,Rafsanjani 實際上花了將近一年半時間,製作了數百個皮膚和近 50 個機器人測試原型,才找出允許更長步伐的梯型鱗片皮膚設計,並讓軟機器人更能像蛇一般爬行。

最終透過創造出恰到好處的人造鱗片皮膚,Rafsanjani 和同事成功讓軟機器人完美模仿蛇的方式前進。儘管這只是開始,但未來像是狹窄地區的探勘或救災,勢必都用得上軟機器人的協助,未來的發展可說是不可限量。

「這非常令人興奮,是一個非常快樂的時刻。」

這項研究 26 日已在《科學機器人》(Science Robotic)期刊發表。

(首圖來源:Ahmad Rafsanjani/Harvard University