近日，哈佛大學和麻省理工學院科學家研究出一款會自我組裝的紙片機器人。它的設計理念酷似變形金剛，但是與“變形金剛”或折紙玩具不同的是，這款機器人并非為兒童設計的玩物，而是為了幫助執(zhí)行搜救任務。
折紙機器人通電后可以從扁平狀態(tài)變成像螃蟹一樣爬行的小機器人，無需人類幫助即可行走和轉(zhuǎn)彎，每次終極變形僅需4分鐘，變形之后會無規(guī)律疾走，每秒約走5厘米。
該機器人的研發(fā)人員稱，他們的靈感部分來自折紙藝術，還有部分得益於大自然的啟發(fā)：從植物伸張葉片、昆蟲展翅到蛋白的變形等等。
中國科學院沈陽自動化研究所機器人學國家重點實驗室研究員齊俊桐告訴《中國科學報》記者，折紙機器人從本質(zhì)上說是一種可變形機器人，通過自身形狀的變化適應外界的環(huán)境，可以算是一種由折紙引發(fā)的創(chuàng)意，“這個創(chuàng)意在未來具有較大應用前景”。
相關報告顯示，這種機器人由5層材料制成，都是激光刀根據(jù)數(shù)字規(guī)格切割而成。中間層是銅，刻有復雜的電引線。兩層紙質(zhì)結(jié)構(gòu)包裹銅層，最外層則是有變形記憶功能的聚合物，遇熱后可自動折疊。這些激光切割的材料被組合起來后，再將一個微處理器和一個或多個小型發(fā)動機安裝在材料表層上。
哈佛大學博士生Sam Felton表示，傳統(tǒng)制造方法需要昂貴的機械，而3D打印技術不適合大規(guī)模生產(chǎn)，但折疊機器人的部件卻可通過標準工具迅速而廉價地大規(guī)模生產(chǎn)。
“折紙機器人通過平面材料的變形，形成立體的機器人。在某種程度上說確實降低成本、更便於大規(guī)模生產(chǎn)。”齊俊桐說，隨著電子印刷、3D打印技術的突破，這類機器人的批量化生產(chǎn)成為可能，相比於傳統(tǒng)通過機械加工制造的機器人也廉價了很多。
事實上，這種富有創(chuàng)意設計的機器人研究由來已久。早在2009年，齊俊桐就帶領團隊研發(fā)出可致力於災區(qū)救援的變形機器人。這種變形機器人，可以根據(jù)環(huán)境改變自身的構(gòu)型，適應地震廢墟﹔利用自身攜帶的紅外攝像機、聲音傳感器，將廢墟內(nèi)部的情況實時傳回后方控制臺。這款有著兩條黃色履帶的機器人，可以實現(xiàn)自由變形：兩個履帶可合并成一排，又變成兩條直線，還能使其頭部豎立起來組成“D字形”，更好地適應廢墟的環(huán)境。
齊俊桐稱，由於廢墟的環(huán)境復雜，而且坍塌點有的地方是縫隙、有的地方是洞穴，這樣的環(huán)境特點正好是這種可變形機器人的用武之地。
“習近平總書記在今年院士大會上說‘機器人是制造業(yè)皇冠上的明珠’。”齊俊桐說，不難看出，隨著工業(yè)的發(fā)展、社會的進步，越來越多危險、低水平重復的作業(yè)將逐漸被機器人所取代，人類更多地從事“高大上”的職業(yè)勢不可擋，未來的機器人無論是在工業(yè)、農(nóng)業(yè)還是特種行業(yè)等領域都將釋放出無限的能量。
