麻省理工設(shè)計(jì)的新系統(tǒng)可以在幾小時(shí)內(nèi)創(chuàng)造出海星機(jī)器人
在研究水下海洋生物時(shí),如果能使用一種不會(huì)因?yàn)閷?duì)動(dòng)物來(lái)說(shuō)顯得不自然而嚇到它們的設(shè)備,就會(huì)有所幫助。麻省理工學(xué)院(MIT)的科學(xué)家們就考慮到了這一點(diǎn),利用一種新的快速開發(fā)系統(tǒng),創(chuàng)造了一種海星機(jī)器人。 ![]() 由于受到水流、鹽度和浮力等變量的影響,設(shè)計(jì)水下機(jī)器人通常比設(shè)計(jì)陸上同行更具挑戰(zhàn)性。因此,必須經(jīng)過(guò)無(wú)數(shù)次的原型設(shè)計(jì),每一次都要加入其前代所缺乏的功能,這并不罕見。這一過(guò)程不僅成本高昂,而且可能需要數(shù)周或更長(zhǎng)時(shí)間才能得到一個(gè)成品。 當(dāng)麻省理工學(xué)院教授Wojciech Matusik和Daniela Rus領(lǐng)導(dǎo)的團(tuán)隊(duì)決定建造一個(gè)軟體游泳海星機(jī)器人時(shí),他們創(chuàng)建了一個(gè)基于機(jī)器學(xué)習(xí)的模擬系統(tǒng),旨在大大加快開發(fā)進(jìn)程。根據(jù)科學(xué)家們的要求,該系統(tǒng)制作了一個(gè)計(jì)算機(jī)模型,說(shuō)明如何建造這樣一個(gè)機(jī)器人,以及它將如何游泳。 Matusik、Rus和同事們根據(jù)該模型迅速制造了一個(gè)初始原型。當(dāng)該機(jī)器人在水箱中進(jìn)行測(cè)試時(shí),其真實(shí)世界的性能數(shù)據(jù)被反饋到計(jì)算機(jī)模型中,進(jìn)一步優(yōu)化它。以這樣的方式來(lái)來(lái)回回,該團(tuán)隊(duì)能夠在幾個(gè)小時(shí)內(nèi)生產(chǎn)出一個(gè)功能性產(chǎn)品。 ![]() 目前版本的機(jī)器人海星有一個(gè)柔軟的硅膠身體,同時(shí)還有一個(gè)低功率的電機(jī),該電機(jī)分別與機(jī)器人腕的肌腱相連。通過(guò)交替擠壓和釋放這些腕,機(jī)器人能夠安靜而高效地在水中游動(dòng)。而據(jù)研究人員介紹,計(jì)算機(jī)模型提供了重要的設(shè)計(jì)考慮因素,而這些因素很可能會(huì)被人類忽略。 "通過(guò)海星機(jī)器人,我們了解到,除了它們那些相當(dāng)明顯的腕部推進(jìn),還有一些更細(xì)微的高頻運(yùn)動(dòng)可以給它們提供重要的動(dòng)力。"博士后Josephine Hughes說(shuō),他與博士生杜濤共同撰寫了一篇研究論文。 這款機(jī)器人最終可能由機(jī)載電池供電,并配備攝像頭等傳感器,用于收集海洋學(xué)數(shù)據(jù)。而它可能很快就會(huì)加入機(jī)器人海龜、蝠鲼和鯊魚的行列,所有這些都計(jì)劃通過(guò)新的模擬系統(tǒng)進(jìn)行開發(fā)。 |