活久見!撿幾根樹枝就能做機(jī)器人…會(huì)走路能抓握,未來還可應(yīng)用于醫(yī)療康復(fù)
如果讓你用手頭的東西做一個(gè)機(jī)器人,你能想到什么?
樹枝行不行?當(dāng)然沒問題。
漂亮國的一個(gè)博士小哥隨便撿幾支樹枝,做成了一個(gè)會(huì)走路又會(huì)抓握的機(jī)器人,也許這就是科(shou)學(xué)(yi)家(ren)的最高境界吧。
這個(gè)機(jī)器人人如其名,叫做StickBot,看起來真的很粗糙,誰能想到它竟然還能通過APP來控制運(yùn)動(dòng)!
除了樹枝外,它由電路、執(zhí)行器、微控制器和電機(jī)驅(qū)動(dòng)器組成,共有兩種模式:在“爬行模式”中,樹枝就是機(jī)器人的腿,可以旋轉(zhuǎn)著向前爬行:
在“抓握模式”下,樹枝又成為了手臂,搖桿連接到一側(cè)的控制器板上以形成鉸鏈接頭,同時(shí)通過其自由端移動(dòng)以牢牢地抓握住杯子,當(dāng)感受到有人要取走杯子時(shí),它會(huì)自動(dòng)松開手臂。
這個(gè)機(jī)器人的設(shè)計(jì)者是賓夕法尼亞大學(xué)的博士生Devin Carroll,根據(jù)他的說法,“這是一種模塊化機(jī)器人,你可以把一堆樹枝裝成不同配置的各種結(jié)構(gòu)。”
這位小哥的奇思妙想還不止于此,除了樹枝機(jī)器人外,他還制作過一個(gè)完全由冰塊制成的機(jī)器人IceBot,還在2020年獲得了吉尼斯世界紀(jì)錄。
IceBot有著長(zhǎng)方形的身體和兩個(gè)大輪子,看起來像是一輛怪物卡車和手推車的混合體。
為什么要做這樣的機(jī)器人?
多數(shù)機(jī)器人的設(shè)計(jì)是一個(gè)非常繁瑣的過程,在開始之前,設(shè)計(jì)者必須清楚機(jī)器人能做哪些事情、以及如何做到;之后,設(shè)計(jì)者才開始構(gòu)建機(jī)器人原型,發(fā)現(xiàn)設(shè)計(jì)中的所有問題,提出一些與眾不同的改進(jìn)方案以實(shí)現(xiàn)更佳的性能,并在時(shí)間和金錢耗盡之前重復(fù)這一過程。
而樹枝機(jī)器人則完全不同,它不是一個(gè)靜態(tài)的、單一的發(fā)明,而是一個(gè)想法,一個(gè)可以以多種方式重新配置的靈活系統(tǒng)。
作為模塊化機(jī)器人,StickBot 的組件可以根據(jù)需要添加、調(diào)整和丟棄,它具有強(qiáng)大的重用性、靈活性,同時(shí)可以保持非常低的成本。
對(duì)于一個(gè)簡(jiǎn)單的模型,StickBot 的總構(gòu)建成本不到 100 美元,其中一些組件(如執(zhí)行器和電機(jī)驅(qū)動(dòng)器)是機(jī)器人功能不可或缺的一部分。
而其他組件可以根據(jù)正在執(zhí)行的任務(wù)和手頭的材料進(jìn)行更換。例如,Carroll小哥正在探索使用熱膠和膠帶代替捆綁機(jī)器人的繩子。
Carroll 的導(dǎo)師 Mark Yim 在賓夕法尼亞大學(xué)工作了 17 年,現(xiàn)任通用機(jī)器人、自動(dòng)化、傳感和感知(GRASP) 實(shí)驗(yàn)室主任。Yim 表示:“模塊化機(jī)器人的高度多功能性為該技術(shù)的發(fā)展提供了很大的潛力,其中一個(gè)迭代是自配置機(jī)器人。”
“人類很擅長(zhǎng)適應(yīng)不同的環(huán)境,天冷了,你就穿上外套。機(jī)器人也可以做到這一點(diǎn),如果機(jī)器人可以改變它們的形狀,做不同的事情……它會(huì)給你更多的可能性。”
即時(shí)創(chuàng)造,還能應(yīng)用于醫(yī)療康復(fù)
StickBot的一種未來應(yīng)用是全球醫(yī)療保健中的康復(fù)設(shè)置,可以作為假肢或者用于康復(fù)治療。
設(shè)計(jì)者發(fā)出疑問:那些昂貴的高端醫(yī)療程序,患者在每種情況下都能負(fù)擔(dān)得起嗎?一旦某高科技設(shè)備壞了,修復(fù)起來該有多困難?
賓夕法尼亞大學(xué)醫(yī)學(xué)院康復(fù)副教授 Michelle J. Johnson 贊同了這個(gè)看法,她認(rèn)為StickBot 系統(tǒng)還有可能用作社交、治療、假肢或輔助機(jī)器人,或用于支持即時(shí)的功能需求、幫助患者進(jìn)行物理治療鍛煉等。
“我們做了兩件事情”設(shè)計(jì)者Carroll說:“第一,我們降低了機(jī)器人的材料成本;第二,我們可以在不減少操作功能的情況下降低復(fù)雜性。擁有做更多事情的靈活性意味著你可以幫助更多的人。如果你能讓它變得便宜,那就更好了。”