騰訊科技訊 通常，人們心目中的機(jī)器人都是由金屬制造的，但國外一些研究團(tuán)體已經(jīng)把注意力轉(zhuǎn)移到了軟體機(jī)器人的研究上，近期的《自然》雜志介紹了一種可以自行攜帶燃料供給的軟體機(jī)器人。
與金屬機(jī)器人相比，軟體機(jī)器人擁有著許多優(yōu)勢，比如可以通過3D打印技術(shù)輕松定制形狀規(guī)格，遇到狹小空間時(shí)能夠靈活收縮通過等等。
迄今為止，盡管研究團(tuán)體做了很多努力，但最后發(fā)現(xiàn)任何一種方法都存在一定的缺陷。比如硬件和電源的控制要被分開，再靠外接線連接到機(jī)器人上。其他許多的嘗試無不意味著最終的產(chǎn)品是軟硬件混合的產(chǎn)物。
在最近的《自然》雜志上，研究人員發(fā)布了他們對于軟體機(jī)器人的最新研究。研究聲稱他們正在研發(fā)一種可以自行攜帶燃料供給的軟體機(jī)器人。他們通過一個(gè)發(fā)生在主板上的化學(xué)反應(yīng)來提供動(dòng)力。主板會給予一個(gè)清晰的指令，接著化學(xué)反應(yīng)的產(chǎn)物將會控制機(jī)器人的移動(dòng)。
盡管這項(xiàng)研究成果非常有限，但是那些“創(chuàng)造家們”盡可能地給機(jī)器人加上了一些非常炫酷的因素，比如讓它的外觀看上去更像章魚。
軟體3D打印機(jī)器人還有著一段歷史。早期的版本通常與壓縮空氣源連接。壓縮空氣通過管道輸入軟體機(jī)器人體內(nèi)，這就構(gòu)成了他們身體的不同部位并且可以自由彎曲。這些機(jī)器人在通過狹小的裂縫時(shí)，可以擠壓壓縮自己的身體以通過，展現(xiàn)了巨大的潛力。后來版本的機(jī)器人已經(jīng)可以改變外觀的顏色。
其他研究員正在想方設(shè)法解決如何擺脫機(jī)器人對于外部電源的需求。其中有一個(gè)解決方案是，通過放棄機(jī)器人的一點(diǎn)靈活性，加入一個(gè)充滿的小丁烷罐，當(dāng)點(diǎn)燃時(shí)，機(jī)器人會做出爆炸性的飛躍。機(jī)器人中部分剛性的結(jié)構(gòu)也使得研究人員能夠?qū)⒖刂破靼卜旁谥黧w中。
另有一個(gè)新的品種，其發(fā)明者稱它為“Octobot”，它結(jié)合了這兩種方法里的一些元素。它將燃料攜帶在主體中，但是燃料儲存在了一個(gè)非常靈活的油箱中。燃料在主體中而不是在外部燃燒室中經(jīng)歷化學(xué)反應(yīng)。實(shí)際上，燃料并不完全燃燒，它是過氧化氫的一種溶液（一種你可能在藥箱里找到的物質(zhì)）。當(dāng)它與鉑催化劑接觸時(shí)，這種化學(xué)物質(zhì)生成水并放出氧氣。氧氣將用來作為動(dòng)力支持機(jī)器人運(yùn)動(dòng)，就像是壓縮空氣運(yùn)用在早期的機(jī)器人身上一樣。
與此同時(shí)，研究人員也必須解決一個(gè)問題，即避免燃燒發(fā)生。他們放棄了濃度在50%(重量)以上的過氧化氫的使用，原因是濃度高于50%的過氧化氫大大提高了分解所需要的溫度，這會導(dǎo)致催化反應(yīng)室的燃燒。換句話說，高濃度的設(shè)置在提供裝置充足氧氣的同時(shí)，也如同把它們放在火中運(yùn)作一般。
為了控制機(jī)器人的運(yùn)動(dòng)，一系列的閥門決定了燃料將被送到哪兒，不同的反應(yīng)室將輸送氧氣到不同的區(qū)域。一旦到了那里，氣體將會膨脹充滿整個(gè)腔室，使那個(gè)部位彎曲。閥門控制著氣體慢慢地排出，被控制的部位也逐漸地恢復(fù)到了比較放松的狀態(tài)。盡管到目前為止，它僅僅只能被控制抬高和放低，但我們?nèi)钥上胂笸ㄟ^呈現(xiàn)不同的幾何形象便可以使Octobot四處移動(dòng)。
這個(gè)控制機(jī)制其實(shí)是一個(gè)簡單的控制閥門的反饋。當(dāng)?shù)谝唤M閥門是打開的，它將中斷第二組閥門燃料的供應(yīng)。反饋的反復(fù)傳導(dǎo)使得燃料能在兩個(gè)反應(yīng)室之間充分供應(yīng)。
細(xì)節(jié)部分諸如反應(yīng)室的大小以及充氣部分的終止必須通過反復(fù)的試驗(yàn)。在這里3D打印技術(shù)就能派上很大的用場。Octobot的創(chuàng)造者們可以通過測試30余種的整體性能和300種左右的個(gè)體迭代方式來優(yōu)化性能。
總的來說，最后的成果是一個(gè)非常震撼人的杰作：這個(gè)章魚外形的機(jī)器人確實(shí)比那些固定著不動(dòng)和彎曲交替肢體的機(jī)器人要更有用一些。這些一般的方法的確取得了一些成效，我更期待看見研究團(tuán)隊(duì)將他們所提升的新技術(shù)添加到實(shí)用中去。
創(chuàng)造一個(gè)機(jī)器人工具所付出的努力更像是讓我們從現(xiàn)在的需求出發(fā)去選擇結(jié)合不同的技術(shù)來創(chuàng)造。幾年之后，我們看到的機(jī)器人是軟硬件的混合體，甚至主體中帶有不止一個(gè)的電源板，這些又有什么不可能呢？（寅木）
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