“藤蔓”机器人诞生记

1、PAGE PAGE - 3 -“藤蔓”机器人诞生记嗨，造粉們，大家印象中的机器人什么样？有手有脚酷似人类？其实，机器人可以是千姿百态的，只要其形态有助于完成任务就行。本期咱们来看一款很有趣的机器人，相信其独特的设计与制造思路，能给大家不少启发我简单，我便宜，但我就是好用美国斯坦福大学开发的新款软体机器人“藤蔓”，看上去跟一根管子没什么两样实际上，其主体的确就是一根充气软管。别看“藤蔓”简单得不得了，制造材料也普普通通，一分钟就能做出一根，成本低得要命，它的应用价值却不小，甚至可以救人性命。知识窗：软体机器人是本体采用柔软材料制作的新型机器人，区别于用金属等硬质材料制造的传统机器人。虽然“藤蔓”

2、只是一根细细的管子，但却有一手绝活可以不断往前延伸。狭窄的裂缝、细小的孔洞挡不住它;尖利的钉子、玻璃，粘力强劲的胶水、粘蝇板，阻止不了它勇往直前;车轮会陷入的泥沼或打滑的冰面，它照样运动无碍。因此“藤蔓”可深入人类或其他机器人难以到达的地方，携带摄像头等传感器和其他工具，执行各种任务，比如在地震、车祸等环境复杂的灾难现场搜救遇难者，参与考古挖掘、太空探索等。救援人员和大型机械进不去的建筑废墟，“藤蔓”却畅行无阻。由于它很便宜，一次出动几百条也不成问题。它可以携带传感器传输图像、定位遇难者，也可以直接掀开重物救人还有一个特别有趣的应用值得一提：为呼吸困难的病人插管。传统的气管插管要先将喉镜插入病

3、人咽喉，用目视方式找到气管，再将呼吸管插入，即使是训练有素的医护人员也需要花上好几分钟，并小心翼翼地控制力度。而使用微型“藤蔓”，任何人都能秒插好管。这是因为气体有流动性，会自动向阻碍小的地方运动，所以即使不知道前方情况，充气软管也能自动找到通路。这是一个很好的被动智能的例子。灵感来自藤蔓软体机器人的设计通常是模仿自然界各种生物，如蚯蚓、章鱼、水母等。“藤蔓”模仿的不用说，是藤蔓。它的开发者之一、机械工程助理教授埃利奥特霍克斯，在办公室里种有一根藤蔓。看着藤蔓柔软的卷须不断长长，盘绕架子，自动寻找并伸向阳光，霍克斯觉得很了不起，他思考：有没有办法能让机器人做到这一点，朝着固定目标不断“生长”？

4、植物藤蔓生长时其他部分并没有移动，只有尖端在延伸，“藤蔓”机器人模仿了这一特点。植物通过细胞的增多，使得体积和长度增加来实现尖端的延伸，机器人没有细胞，但同样可以增加体积和长度，一个简单的方法就是充气。压缩空气进入密封的软管里，将管子内部折叠卷曲的材料展开并推动其往外翻，这样一来管子就一点点伸长，好像生长一样。除了自行“生长”，这个绝妙的设计还有许多很棒的特质：空气+软管的组合够软，也够灵活，又强韧有力，空间再狭小、路径再曲里拐弯，也能活动自如;折叠外翻的构造则无惧黏合剂的“封锁”，即使外层被粘住，内层也不受影响;就算管子被尖钉利刺扎穿，通过提高气压，依然能推动尖端伸展;更妙的是，管子不同部分

5、大小可以不一样，根据“压力=压强接触面积”，大的部分能够产生惊人的力量，轻松推开或举起重物，清障救人，同时始终保持柔软，避免二次伤害。当然，只有一根管子还不能算机器人，因此还要对“藤蔓”进行完善。首先是给它添加“感官”，也就是安装摄像头等传感器。摄像头可以用尾帽固定在主体前端，由管子从后面推着前进;或装在一个外部框架上，这个框架与内部框架相连，实际上是在管子的受压部分像过山车的轮子一样绕着轨道走，这样可防止摄像头随着机器人的延伸而脱落。再就是添加“肌肉”，实现主动操控。方法也很简单有趣：软管总是会朝较短的一侧弯曲，所以只要想办法使一侧比另一侧短，就能让管子转向。“藤蔓”的主体软管上粘有另外三条管子，它们用尼龙纤维按斜45方向织成，各自连着一台气泵，就像人工肌肉一样。用气泵给其中一条管子加压，它会横向膨胀，使得长度相对缩短，于是主体软管就朝向这一侧弯曲。通过减小或增大气压，三条“肌肉”伸长缩短相互配合，“藤蔓”机器人就能实现灵活拐弯、转向，甚至像真正的藤蔓一样弯