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世界之最:最大的智能机器人与最小的智能机器人

2021-04-30 09:40:14 来源:一点排行网 作者:admin 阅读量:4437

      机(ji)器(qi)(qi)(qi)人是(shi)当今(jin)世(shi)界制造(zao)(zao)业(ye)顶端的(de)(de)(de)(de)明珠,其研(yan)发、制造(zao)(zao)、应(ying)用是(shi)衡量(liang)一(yi)个国家科(ke)技(ji)(ji)创新和高端制造(zao)(zao)业(ye)水平(ping)的(de)(de)(de)(de)重(zhong)要标志。进入21世(shi)纪以来(lai),全球制造(zao)(zao)业(ye)正在向(xiang)(xiang)智能(neng)化(hua)、自动化(hua)、集成化(hua)和绿(lv)色化(hua)方向(xiang)(xiang)发展(zhan);作为(wei)智能(neng)制造(zao)(zao)的(de)(de)(de)(de)主力军,智能(neng)机(ji)器(qi)(qi)(qi)人技(ji)(ji)术已成为(wei)“第四次工(gong)业(ye)革(ge)命(ming)”的(de)(de)(de)(de)一(yi)个重(zhong)要组成部分,正改(gai)变着(zhe)全球制造(zao)(zao)业(ye)格局(ju),带来(lai)了一(yi)场全新的(de)(de)(de)(de)技(ji)(ji)术革(ge)命(ming)。在这场革(ge)命(ming)中,智能(neng)机(ji)器(qi)(qi)(qi)人大(da)有(you)大(da)的(de)(de)(de)(de)用途,小(xiao)有(you)小(xiao)的(de)(de)(de)(de)作为(wei),并出现了当今(jin)世(shi)界体积(ji)(ji)最大(da)的(de)(de)(de)(de)智能(neng)机(ji)器(qi)(qi)(qi)人和体积(ji)(ji)最小(xiao)的(de)(de)(de)(de)智能(neng)机(ji)器(qi)(qi)(qi)人。

       在(zai)(zai)日本横(heng)滨,高(gao)(gao)(gao)达(da)(da)智(zhi)能(neng)(neng)机(ji)(ji)器人(ren)(ren)最(zui)近亮相,它是(shi)有史以(yi)(yi)(yi)来最(zui)先进的(de)(de)1:1全(quan)(quan)(quan)尺寸高(gao)(gao)(gao)达(da)(da)。这台巨型(xing)机(ji)(ji)器人(ren)(ren),高(gao)(gao)(gao)约(yue)18米,重约(yue)25吨(dun),由200多(duo)块以(yi)(yi)(yi)钢铁和(he)(he)碳纤维增强聚(ju)合(he)物(wu)制成的(de)(de)部件组成,并(bing)且还可(ke)(ke)以(yi)(yi)(yi)做出如跪下、转头、动(dong)手指等一些动(dong)作(zuo)。该机(ji)(ji)器人(ren)(ren)是(shi)目前世界上体积最(zui)大的(de)(de)智(zhi)能(neng)(neng)机(ji)(ji)器人(ren)(ren),属于“高(gao)(gao)(gao)达(da)(da)”(Gundam)机(ji)(ji)器人(ren)(ren)系(xi)列。它是(shi)有史以(yi)(yi)(yi)来最(zui)先进的(de)(de)全(quan)(quan)(quan)尺寸高(gao)(gao)(gao)达(da)(da),这样的(de)(de)工程(cheng)挑战是(shi)巨大的(de)(de)。高(gao)(gao)(gao)达(da)(da)智(zhi)能(neng)(neng)机(ji)(ji)器人(ren)(ren)是(shi)使用电(dian)动(dong)、智(zhi)能(neng)(neng)设备和(he)(he)液压执(zhi)行器的(de)(de)组合(he)来完全(quan)(quan)(quan)驱(qu)动(dong)的(de)(de)机(ji)(ji)器人(ren)(ren),以(yi)(yi)(yi)其24个(ge)自由度实现(xian)“高(gao)(gao)(gao)达(da)(da)状的(de)(de)运动(dong)”。高(gao)(gao)(gao)达(da)(da)是(shi)由日本动(dong)画(hua)监(jian)督富(fu)野(ye)由悠季先生创作(zuo)的(de)(de),给日本文化和(he)(he)动(dong)画(hua)领域留下了不(bu)可(ke)(ke)磨灭的(de)(de)印记(ji)。自1979年以(yi)(yi)(yi)来,高(gao)(gao)(gao)达(da)(da)已经出现(xian)在(zai)(zai)50多(duo)部电(dian)视剧和(he)(he)电(dian)影中,同(tong)时也(ye)出现(xian)在(zai)(zai)许多(duo)漫画(hua)和(he)(he)电(dian)子游戏(xi)中。

   体积最大(da)的智(zhi)能机器人(图片源自网络)

       这台机(ji)器人(ren)的(de)(de)每个细节背后(hou),都承(cheng)载着研(yan)究(jiu)人(ren)员(yuan)不懈(xie)的(de)(de)努力。举个例(li)子,它(ta)每只手(shou)(shou)(shou)都有(you)(you)(you)2米长,手(shou)(shou)(shou)指关节发(fa)达。由于(yu)它(ta)们安装(zhuang)在转(zhuan)动(dong)(dong)的(de)(de)手(shou)(shou)(shou)腕上,随着肘部和(he)肩膀的(de)(de)移动(dong)(dong),每只手(shou)(shou)(shou)的(de)(de)重量,包括(kuo)所有(you)(you)(you)的(de)(de)电机(ji)、电缆和(he)车(che)身,需(xu)要保持在200公斤(jin)以(yi)下,以(yi)确保链条上的(de)(de)电机(ji)能够顺利地工作(zuo)。它(ta)正(zheng)在使用(yong)开源(yuan)机(ji)器人(ren)操作(zuo)系统(ROS)和(he)一(yi)款(kuan)3D动(dong)(dong)态模拟(ni)器(Gazebo)进行(xing)开发(fa),并且研(yan)究(jiu)人(ren)员(yuan)正(zheng)在发(fa)布它(ta)的(de)(de)完整虚拟(ni)副本,有(you)(you)(you)抱负的(de)(de)程序员(yuan)可以(yi)使用(yong)它(ta)开发(fa)自己的(de)(de)动(dong)(dong)作(zuo)和(he)姿势。为了(le)使它(ta)灵活的(de)(de)运动(dong)(dong),研(yan)究(jiu)人(ren)员(yuan)尝(chang)试(shi)突破常见的(de)(de)电动(dong)(dong)机(ji)、传感(gan)器和(he)执行(xing)器技术的(de)(de)局限(xian)性。鉴于(yu)新冠(guan)肺炎疫情影响,高达智能机(ji)器人(ren)将首(shou)期展示到2022年3月31日,感(gan)兴趣的(de)(de)人(ren)们还是有(you)(you)(you)机(ji)会亲临现场观摩的(de)(de)。

将电(dian)子器(qi)(qi)件微(wei)型(xing)(xing)(xing)(xing)化,以(yi)(yi)致(zhi)最终生产细胞大小(xiao)的(de)(de)智(zhi)能(neng)(neng)机(ji)(ji)器(qi)(qi)人(ren),一(yi)直是工(gong)程师(shi)们(men)追(zhui)求(qiu)的(de)(de)目(mu)标。微(wei)型(xing)(xing)(xing)(xing)智(zhi)能(neng)(neng)机(ji)(ji)器(qi)(qi)人(ren)属(shu)于(yu)典型(xing)(xing)(xing)(xing)的(de)(de)微(wei)机(ji)(ji)电(dian)系统,其发(fa)展(zhan)依赖于(yu)微(wei)加(jia)(jia)工(gong)、微(wei)传感、微(wei)驱动和(he)微(wei)结(jie)构(gou)等(deng)方面。而(er)致(zhi)动器(qi)(qi)的(de)(de)定义(yi),是指通过电(dian)、光信号,直接(jie)或(huo)间接(jie)控制机(ji)(ji)械结(jie)构(gou),使之发(fa)生变形(xing)或(huo)移动等(deng)。一(yi)直以(yi)(yi)来,由于(yu)缺乏合适的(de)(de)微(wei)米级(ji)致(zhi)动器(qi)(qi)系统,微(wei)型(xing)(xing)(xing)(xing)机(ji)(ji)器(qi)(qi)人(ren)技术的(de)(de)进(jin)一(yi)步(bu)发(fa)展(zhan)受到(dao)限制。目(mu)前一(yi)些科技发(fa)达(da)国家在微(wei)型(xing)(xing)(xing)(xing)智(zhi)能(neng)(neng)机(ji)(ji)器(qi)(qi)人(ren)的(de)(de)研发(fa)中已取得了不少(shao)成果;微(wei)型(xing)(xing)(xing)(xing)智(zhi)能(neng)(neng)机(ji)(ji)器(qi)(qi)人(ren)的(de)(de)体形(xing)很小(xiao),和(he)蜻蜓或(huo)苍蝇一(yi)样(yang)大,有的(de)(de)甚至更小(xiao),小(xiao)到(dao)我们(men)看不见(jian)它们(men)。在应(ying)用(yong)上(shang),微(wei)型(xing)(xing)(xing)(xing)智(zhi)能(neng)(neng)机(ji)(ji)器(qi)(qi)人(ren)可以(yi)(yi)用(yong)于(yu)医学、精密制造业的(de)(de)加(jia)(jia)工(gong)以(yi)(yi)及携(xie)带摄像(xiang)机(ji)(ji)和(he)微(wei)型(xing)(xing)(xing)(xing)光纤,进(jin)人(ren)人(ren)类无法到(dao)达(da)的(de)(de)地(di)方去察环境,存储或(huo)传输图像(xiang)等(deng)。

体(ti)(ti)积最小(xiao)的智能机器人(图片(pian)源自网络)

        据英(ying)(ying)国《自(zi)然》杂志报道,美国宾夕(xi)法尼(ni)亚大学研(yan)究人员(yuan)马(ma)克·密斯金先生(sheng)及其(qi)(qi)同事,最近开(kai)发(fa)出了(le)一(yi)款目前世界上体积(ji)最小(xiao)的(de)(de)(de)智能机(ji)(ji)器人,其(qi)(qi)尺寸(cun)小(xiao)于 0.1毫(hao)米(mi),人类用(yong)肉(rou)眼(yan)根本无法辨别。这一(yi)成(cheng)果得益于这类与现有硅(gui)电子(zi)器件兼容的(de)(de)(de)新型(xing)致(zhi)动(dong)器的(de)(de)(de)发(fa)展,实验中,他们在一(yi)块(kuai)4英(ying)(ying)寸(cun)的(de)(de)(de)硅(gui)片上,制造了(le)超过100万个行走机(ji)(ji)器人。研(yan)究团队认为,这些(xie)是已知的(de)(de)(de)第一(yi)个尺寸(cun)小(xiao)于0.1毫(hao)米(mi)的(de)(de)(de)智能机(ji)(ji)器人,其(qi)(qi)中板载电子(zi)装置用(yong)于控制驱动(dong)。它(ta)们都很坚固,能在高酸性(xing)环(huan)境(jing)和超过200开(kai)尔文(wen)的(de)(de)(de)温度变化中生(sheng)存下来,并且可以(yi)通过皮下针头注射,为探索生(sheng)物环(huan)境(jing)内的(de)(de)(de)应用(yong)带来了(le)可能。

       近年来,新一(yi)轮(lun)科技(ji)(ji)革(ge)命和(he)产业变(bian)革(ge)蓄势待发(fa)(fa)。智(zhi)(zhi)能(neng)(neng)机器(qi)人(ren)(ren)作为(wei)(wei)智(zhi)(zhi)能(neng)(neng)制造技(ji)(ji)术(shu)、信息技(ji)(ji)术(shu)、控制技(ji)(ji)术(shu)集(ji)成创新的(de)(de)重(zhong)大成果,在(zai)推动(dong)以智(zhi)(zhi)能(neng)(neng)化为(wei)(wei)特征的(de)(de)产业变(bian)革(ge)进(jin)程中(zhong)(zhong)发(fa)(fa)挥着日(ri)益重(zhong)要(yao)的(de)(de)作用(yong)。不过(guo)(guo),目前所(suo)有(you)智(zhi)(zhi)能(neng)(neng)机器(qi)人(ren)(ren)的(de)(de)智(zhi)(zhi)能(neng)(neng)水平还很低,还难以满足(zu)社会需求,将其应用(yong)于(yu)实践还有(you)待于(yu)通(tong)过(guo)(guo)智(zhi)(zhi)能(neng)(neng)传感技(ji)(ji)术(shu)与(yu)智(zhi)(zhi)能(neng)(neng)控制技(ji)(ji)术(shu)进(jin)一(yi)步智(zhi)(zhi)能(neng)(neng)化。但是,随着人(ren)(ren)工智(zhi)(zhi)能(neng)(neng)时代(dai)的(de)(de)到来,智(zhi)(zhi)能(neng)(neng)机器(qi)人(ren)(ren)将在(zai)众多领域(yu)得到应用(yong);正(zheng)如中(zhong)(zhong)国科学家及未来学家周(zhou)海中(zhong)(zhong)先生在(zai)1990年发(fa)(fa)表的(de)(de)《论机器(qi)人(ren)(ren)》一(yi)文中(zhong)(zhong)所(suo)言:“智(zhi)(zhi)能(neng)(neng)机器(qi)人(ren)(ren)将在(zai)各(ge)行(xing)各(ge)业大显身(shen)手,推动(dong)着我们工作和(he)生活的(de)(de)变(bian)革(ge)。”

文/李劲(作者单位(wei):日本京都大学工学部)

 

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