李忠東

說到機器人，想必同學們對它們已經(jīng)見怪不怪了。但是，隨著科技的發(fā)展，機器人越來越智能與先進，性能不斷提升。今天，我們就一起去看看那些大顯神通的機器人吧！

人形機器人：多才多藝

由我國達闥科技有限公司自主研發(fā)的最新型人形機器人“小姜”，身高158厘米，頭發(fā)烏黑，圓圓的大眼睛炯炯有神，可愛的外觀給人們留下了深刻的印象。但是，真正吸引大家的是“小姜”的多才多藝。

“小姜”全身采用了40多個世界領先的新一代智能柔性關節(jié)-SCA2.0和多種傳感器，還內(nèi)置了多個2D、3D攝像頭，激光雷達，超聲傳感器等，能精準定位和自主行走。大腦搭載了自研的HARIXOS操作系統(tǒng)，被賦予了AI能力，實現(xiàn)了高精度智能抓取，同時具備視覺和激光定位導航能力。

在2023世界人工智能大會上，“小姜”升級版閃亮登場。作為“迎賓小姐姐”，它在與觀眾互動過程中侃侃而談，有問必答。在要求跳舞時，它輕松地為觀眾表演了舞蹈《千手觀音》，靈活的身板、伸展自如的手臂，打破了機器人留給人們的刻板印象。在體育方面，它也毫不遜色，是“灌籃高手”，能抓取籃球并投擲籃筐，和觀眾比賽投籃，引得圍觀人群拍手叫好。它沖咖啡的功夫到家，能精確到每一滴。它還能自主學習人的舉止動作，當研發(fā)團隊負責人向它雙手比心后，它很快就學會了，并轉(zhuǎn)身對著臺下觀眾比心。

戶外行走機器人：能出汗會呼吸

美國科學家研制出一款名叫“ANDI”的戶外行走機器人，不僅安裝了用于行走的關節(jié)，渾身上下還有35塊能夠可以控制的“皮膚”，上面設計了能夠排汗的毛孔。當天氣過于炎熱時，“ANDI”就會通過大量出汗來幫身體降溫。如果溫度再高的話，“ANDI”還會出現(xiàn)呼吸急促的情況。當“ANDI”被特殊的織物覆蓋時，模擬的汗液便會被吸走。

作為戶外行走的機器人，“ANDI”能夠執(zhí)行人類所不可能完成的任務。在實驗中，研究團隊將“ANDI”安置在一個加熱室內(nèi)，調(diào)節(jié)房間內(nèi)的溫度，以模擬全球各地各種熱暴露場景，讓“ANDI”接受狂風、太陽輻射和60℃高溫的考驗。下一步，研究團隊計劃在高溫易受影響的地區(qū)進行測試，以觀察不同年齡段、體形和身體狀況的人對高溫的反應。與此同時，通過定制不同的身體質(zhì)量指數(shù)、年齡和醫(yī)療狀況的模型，如嬰兒人體模型，了解不同的體溫調(diào)節(jié)機制。

研究團隊希望通過“ANDI”收集的數(shù)據(jù)，更好地了解極端高溫對人體健康和安全等方面的潛在影響，從而制訂更實用的解決方案，保護人們免受高溫危害和改善整體健康。

穿山甲機器人：實施微創(chuàng)醫(yī)學手術

穿山甲身上有角質(zhì)鱗片，可以通過把硬質(zhì)鱗片組成重疊結(jié)構，實現(xiàn)靈活移動。德國科學家從中受到啟發(fā)，把長方形“鱗片”一層層疊在使機器人能夠變形的較柔軟磁性材料上。這個厘米級機器人有相互重疊的鋁板，具備按需加熱、變形、滾動的能力，被設計用在體內(nèi)進行安全和微創(chuàng)的醫(yī)學治療。

在實驗中，研究人員將磁場對準該穿山甲機器人的金屬部件，以便讓它移動、蜷縮、伸展或升溫。通過改變磁場頻率，“鱗片”會升溫至70℃，使機器人能夠在難以觸及區(qū)域進行癌癥熱療或止血。他們在實驗中用豬胃測試穿山甲機器人的傷口止血能力，還利用穿山甲機器人有針對性地殺死腫瘤細胞，而不是讓大量組織暴露在輻射下或接觸化學物質(zhì)。在另一項實驗中，研究人員給機器人貼上一塊橡膠材料，以模仿藥物膠囊。當機器人升溫時，他們使用的黏合劑會溶解，從而將“貨物”卸下，實現(xiàn)體內(nèi)靶向給藥。雖然還需要進一步測試，但是這一技術可能會是遞送治療用負載物和熱療應用的有用臨床工具。

變形機器人：能多模式移動

動物能調(diào)整它們的肢體，應對不同的地形。美國科學家從動物身上獲得靈感，開發(fā)出一款重6千克、長70厘米、高35厘米、寬35厘米的M4多模式移動變形機器人。利用人工智能，M4能夠通過輪子、螺旋槳腿部間的附件，重新配置其身體以實現(xiàn)8種不同類型的運動，并且可以自主評估其面臨的環(huán)境，以選擇最有效的運動組合。

在不熟悉的環(huán)境中，M4利用4個輪子開始滾動（最節(jié)能的模式）。如用兩個輪子站立時，其余兩個輪子會折疊起來，其內(nèi)置的螺旋槳向上旋轉(zhuǎn)，提供平衡。在接近一塊巖石時，它可能會像貓鼬一樣用兩個輪子站起來，向障礙物“看”過去。如果接近鴻溝或其他不可逾越的障礙物，M4則變身為無人機，4個輪子全部折疊起來，螺旋槳將機器人抬離地面，飛到另一邊后再繼續(xù)滾動。

M4的未來發(fā)展極具想象空間，既可以用于遞送包裹、在搜救行動中運送傷員，也可用于太空研究中的行星探索。

蒲公英機器人：為植物授粉

芬蘭科學家受到蒲公英種子的啟發(fā)，研發(fā)出一種能為植物授粉的“仙女”微型機器人，質(zhì)量僅為1.2毫克，有兩片“絨毛”翅膀，能隨風飛舞，在炎熱、干燥、多風的條件下可傳播10千米，有時甚至100千米，還裝配了一個能夠?qū)⒐饽苻D(zhuǎn)化為動能的軟驅(qū)動器。

翅膀在被光線激活時輕輕扇動，由于“絨毛”之間存在空間，飛行時會產(chǎn)生渦環(huán)，并增加阻力。當風吹動時，這種阻力能讓機器人穩(wěn)定。穩(wěn)定的分離渦環(huán)的產(chǎn)生，使長距離的風力輔助飛行得以實現(xiàn)。軟驅(qū)動器由光響應液晶彈性體制成，在可見光的激發(fā)下，可以引導“絨毛”打開或關閉，使其改變形態(tài)，便于調(diào)整在空中的飛行軌跡，飛到需要授粉的植物上，并控制起飛和降落。

“仙女”微型機器人的開發(fā)將對全球農(nóng)業(yè)產(chǎn)生巨大影響，科學家未來計劃投放幾百萬個攜帶花粉的“仙女”微型機器人，讓它們乘著自然風自由飛翔，被光線引導到等待授粉的特定區(qū)域。不過，仍有諸多問題待解決，比如如何精確地控制著陸點、怎樣重復使用這些設備并實現(xiàn)生物降解，需要材料科學家和微型機器人研究者密切合作。