西湖大学&MIT合作！可无限变换身体的机器人，模块化元素创造无限可能

机器人进化出了魔形女的能力，可以无限变换身体形状了！

小编说的可不是变形金刚这种啊，而是一种介于软硬之间的新型机器人！

它具有超强的可扩展能力，能将身体变换成不同形状；甚至可以不添加任何推进系统，光凭身体的起伏运动就能实现前进运动。

由三所顶尖高校（中国西湖大学、麻省理工学院、希腊 Demokritos 研究中心）的几位教授共同完成！

这个机器人既不属于软体机器人，也不算刚性机器人，MIT的Gershenfeld教授介绍：这是介于两者之间的、一种构建机器人的新方法，是结合了两者优点的第三种方式！

模块化体素造就超强灵活性

无限变换身体形状的关键在于简单重复的子结构，也就是图中的格子状部分，科研人员将其称为“体素”。

由体素组成的模块化系统可以很容易扩展或缩小至不同规模，从而实现不同功能，不用像传统机器人那样进行重组和重新设计。

机器人的各个体素也是有讲究的，大多是中空结构，由不同刚度的体素混合制成，当向一个方向推动时，这些支柱是刚性和承重的，向其他方向推动时则是柔软和灵活的。

这种特性的组合使机器人能够保持其整体身体形状，同时从一侧到另一侧进行弯曲，而无需复杂的定制硬件。

两种机器人示例：水蛇和鱼鳍

作为示例，研发团队主要配置了两种结构：一种像水蛇，另一种像鱼鳍。

“水蛇”由20个体素首尾相连组成，形成1.5米长的蛇形结构。身体包含四个部分，每个部分由五个体素组成，身体内的致动器通过钢索拉动这些体素的侧面，使体素依次向一侧或另一侧压缩和放松，产生从身体前部到后部的波动。

再给它套一层“蛇皮”——防水氯丁橡胶，这样它拥有蛇一样光滑柔韧的皮肤，从而大大减少阻力，提高推进效率。

研究人员将“蛇皮”放在麻省理工学院的拖曳水箱中进行测试，结果证明，即使没有电机驱动，机器人的结构产生的起伏运动就足以向前运动。

除了“水蛇”外，研发人员还制作了鱼鳍状的结构，由一组相同的体素组成，也可以左右弯曲，它的剖面（横截面）形状可以变形，从而改变其升阻比。

和水蛇一样，“鱼鳍”上也覆盖着一层鳞片状的皮肤，即便整体弯曲，它们也会相互压紧以保持防水密封。

研发人员认为，“鱼鳍”这种形状可用于多种用途，例如利用海浪发电、或帮助轮船更平稳地行驶，提高效率。

比其他方法更简单！

模块化可以大大缩短机器人的建构时间，还能保持极强的灵活性，因为可以用相同的模块制造各种各样的机器人！

这个“水蛇”机器人由大约60个单独的部件组成，在短短两天内组装完成。

你也许觉得两天很久，但相比之下，美国宇航局（NASA）先前制造的一个蛇形机器人（使用传统部件）由数千个部件组成；麻省理工学院曾经的RoboTuna用了整整两年的时间来设计和制造！

"以前有很多类似蛇的机器人，但它们一般都是由定制的部件组成的，而不是这些可扩展的简单构件。"麻省理工学院的教授补充说。

这项研究发表在《Soft Robotics》期刊中，文章标题为“Modular Morphing Lattices for Continuum Robotic Structures”。

研究团队包括中国西湖大学的 Dixia Fan、麻省理工学院的 Jose del Aguila Ferrandis、Amira Abdel-Rahman 和 David Preiss、和希腊德谟克利特研究中心的 Filippos Tourlomousis。这项工作得到了美国陆军研究实验室、CBA 财团资助和麻省理工学院海洋资助计划的支持。