题图来自视觉中国,本文来自微信民众号:亿欧网(ID:yi-ou),作者:珍珍,编辑:杨旭然
3月中旬,热播美剧《西部天下》第三季准期放映,依附规模宏大的精工制作与耳目一新的高科技成人乐园题材,获得了不俗的收视成就与口碑,在豆瓣拥有9.2的评分。
《西部天下》把AI、AR/VR、大数据等新一代信息手艺的应用,展现得淋漓尽致,甚至把无方向盘、无平安带、无油门踏板,完全自动驾驶的概念车也完善展现出来,极具酷炫。
剧中的主角之一“服务机械人”,虽是人类研发出的仿生机械人,但却与现实生活中的服务仿生机械人完全差别。
剧中的仿生机械人具有超高仿真形状、会流血受伤,疼痛大叫,而且还拥有自身情绪,险些与人类无差别。而现实生活中的服务机械人体积大、僵硬、反应迟钝。
《西部天下》中服务机械人“多洛莉丝”
海内外高校、极少数企业为了研发出科幻片中具有天真、柔性、感知的仿生类——新型机械人,一直都在积极探索,贪图研发出柔性化的仿生机械人。也有不少研究人员受狗、蛇、昆虫、猎鹰、壁虎、水母、鱼等动物的启发,设计出多种形态的新型机械人。
这些新型机械人,你听说过吗?
近期,华盛顿大学工程和应用科学学院Johannes James团队模仿昆虫,研发出一款名为“RoboFly”的微型机械人,体重只有74毫克,可以天真航行,也可以在水面上行走、水上漂移。
RoboFly可辅助使用用户检测气体泄露,协助用户执行搜索和救援义务。除此,它也可以大量部署在水面上,寻找污染物或潜在危险泄露流体上。
RoboFly微型机械人
另外,美国佛蒙特大学和塔夫茨大学研究团队行使田鸡的皮肤细胞和心脏细胞,创造性地研发出首个活体机械人“Xenobots”,也叫异种机械人,是一种活体可编程生物。
Xenobots可自行移动,在水中可延续运动数天甚至数周。而且被切割后伤口可自行愈合、重构,生命周期竣事后可生物降解。Xenobots的研究人员称,这种机械人拥有传统机械人所无法比拟的怪异优势和应用潜力,未来它们或可用于医药递送、勘探放射性污染源、网络海洋塑料微粒等。
不外,也有受到影戏中机械人形象与一些植物、花瓣的影响,所研发出的软体类——新型机械人。软体型机械人是在传统机械人的基础上,举行的手艺改造与躯体优化,使机械人能够既平安又拥有保持移动和改变自身形状的能力,能更好的与人举行协作。
“等周机械人”是斯坦福大学机械工程学Allison Okamura团队研发的软体类新型机械人,它是软机械人、桁架机械人和群体机械人三种类型机械人的连系体。该团队研究人员形容“等周机械人”是《超能陆战队》中的明白和变形金刚的混合体。
等周机械人
从形状上看,等周机械人类似于“点与线的三维连接体”,它的软体结构是接纳充气式质料和截断式单个机械组成,可凭据内部结构的单个操作性来控制整体机械人的形态。主要适用于应急救援。
凭据植物的生长特征,麻省理工学院机械工程系Asada团队开发出一款叫“生长机械人”的新型机械人。Asada团队研究人员示意:“生长机械人的隐秘特技,就是可以像植物嫩芽向上生长一样举行自我扩展。”
生长机械人
生长机械人是由柔软的气球状质料所制成,这种质料可以像藤蔓一样生长,肢体能够深入狭窄空间,或在工厂、堆栈等杂乱的地方举行事情。例如:在杂乱的架子后面拿起产物,或者绕过汽车的发动机零件拧开油盖,可有用解决机械人界的“最后一英尺”问题。
为了便于人人对新型机械人的进一步领会,亿欧梳理了15款新型机械人。这15款新型机械人是亿欧查询资料时,举行的随机抽取,上文先容的4款新型机械人也包罗在内。
从表格中15款新型机械人可以看出,用于医疗行业的新型机械人最多,有5款,占比约33%,排名第一;物流仓储、制造业、应急救援行业新型机械人均列第二位,各2款,划分占比约13%;门路建设、海洋工程、航天工业、可穿着装备行业新型机械人各一款,划分占比6%。
在15款新型机械人中,医疗行业研发的新型机械人对照多,主要出于两个缘故原由:
医疗涉及到人们的身体健康、生命平安,医疗领域所接纳的机械人多为协助人类解决现有医学难题,其用途多具有专一性和特定性。
因此,机械人在医疗领域的应用看似平时但又极其特殊,这就对机械人的手艺研发和生产制造有着极高要求,必须要保证机械人在一样平常事情中的稳定性;
另外随着人们生活节奏日益加速,许多人处于亚健康状态,得病的几率或患者基数不停增高,对于疾病治疗和康复的需求会日渐增大。新型医疗机械人方面,商业开发潜力与行使价值相对较高。
拿手术机械人来说,在1999年外洋最先使用手术机械人,停止现在,在北欧国家跨越一半以上的前列腺癌根治手术是由手术机械人完成。
在美国,这一比例更是高达90%。海内首次推进手术机械人产业化起始于2014年哈工大手艺团队建立的苏州康多机械人,现在海内整个手术及机械人行业处于生长初期。
据Winter Green Research统计, 2014年全球手术机械人市场约为32亿美元,2018约为90亿美元,年复合增长率大概在30%左右,预计到2021年全球机械人市场将到达200亿美元左右。
而物流仓储、制造业、应急救援、门路建设等行业的新型机械人研发之所以相对较少,主要缘故原由在于机械人的采购成本与维护成本高,加之一些用户对于机械人的认知度与接受水平低,造成市场规模需求尚未展现。
机械人新趋势
北京科技大学智能科学与手艺系副院长贺威示意,至今机械人的界说仍然模糊。
但他看到“新型机械人随着科技的生长,整合了人工智能、机械电子、新型质料和仿生学等手艺,是面向特定应用场景的智能机械产物。”
因时机械人CEO蔡颖鹏以为,新型机械人的要害在于“新型”,有三个特质:第一、新型机械人是接纳了新手艺、新质料或新设计方案后所发生;第二、新型机械人能够完成一些传统机械人做不到、欠好做的事情;第三、新型机械人躯体加倍天真,体积小。这三个特质是新型机械人与传统机械人的区别所在。
对于新型机械人而言,驱动单元是制造它们的要害部件,它决议了机械人能否行动天真、迅速。
蔡颖鹏告诉亿欧,驱动单元在机械人研究领域是个热门,但在近10-20年的研究中转变不大,市场上的驱动单元已形成了对照标准化的一些驱动单元品类。
除驱动方式外,AI与传统机械传动也是研发新型机械人时不可或缺的手艺。AI在软体新型机械人中,相当于机械人的大脑,起到“决议”的作用,可使机械人变得更智能、更伶俐。
简朴来说,研发机械人的驱动方式与手艺,决议了机械人功效和性能生长的天花板。其中,手艺层面决议了机械人能否到达天花板,或者距离天花板有多远。
蔡颖鹏先容:新型机械人必须要做到一些传统机械人做不到或做欠好的事情,若是它仅是用来展示或拥有简朴的交互、舞蹈等功效,就不存在太创新的内容。由于从功效上看,它没到达我们想要的效果。从长远来看,新型机械人可以很好的辅助人类从事搬运、接待、帮人服务的事情。
仿生、软体类新型机械人是现在机械人行业研究的热门,尤其是近两年,Nature和Science等顶级期刊上揭晓了多篇关于仿生机械人的文章。不仅在我国,天下上的主要国家也都在仿生、软体机械人这一领域举行重点研究。
“这是未来新型机械人生长的趋势”,贺威向亿欧示意。
尾声
新型机械人商业开发价值意义在哪?
新型机械人的降生与手艺在不停成熟。研发新型机械人的历程中所发生的新质料,也可广泛应用于医疗、照顾护士、家庭服务、娱乐、教育等领域,这些都可以催生出伟大的潜在商业价值。
例如航空航天、农业等许多场景,传统机械人并没有打开市场,现有机械人的功效和性能达不到用户需求。一旦新型机械人连系市场需求,产物/手艺成熟以后,可以很好的打开商业化空间。
不外,蔡颖鹏也说,“新型机械人的商业价值虽大,但变现时间会对照长”,由于产物/手艺需要举行服务迭代,逐渐成熟后才能在市场上推广应用,变现需要一定的周期。
以液态金属为例:液态金属本质上研制的是一种质料手艺,这种质料手艺可以应用在许多场景,就犹如3D打印手艺一样。
新型机械人的商业落地不像自动驾驶机械人,自动驾驶机械人从研发到落地,最短也需要5年时间,好比新石器机械人,从最先研究自动驾驶机械人到实现商业化花费了5年时间,是全球率先完成L4级自动驾驶机械人产物商业化落地的企业。
手艺从实验室研发、到商业化落地需要时间。新型机械人,可以被理解为机械人的最终展示形态,但在这背后,注定要履历一个漫长的演变历程。
部门参考资料:
1.《微型机械人RoboFly,仅有74毫克重,能像昆虫一样航行》呱呱说科技
2.《Living robots built using frog cells》美国国家科学院院刊、《活体机械人"xenobots"横空出世》中国科学报社/科学网、《新型活体机械人应用潜力大》环球网
3.《Stanford engineers create shape-changing, free-roaming soft robot》斯坦福大学/Tech X plore
4.《MIT新型刚性机械人像植物自行“生长”,解决“最后一英尺”问题》机械人大讲堂
题图来自视觉中国,本文来自微信民众号:亿欧网(ID:yi-ou),作者:珍珍,编辑:杨旭然。稀奇感谢:多位资深业内人士在本文写作历程中鼎力支持,为亿欧提供了详实的资料支持,稀奇致谢(排名不分先后):北京科技大学智能科学与手艺系副院长贺威、因时机械人CEO蔡颖鹏。
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