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美國(guó)《財(cái)富》雜志網(wǎng)站1月1日刊發(fā)一篇報(bào)道，題為《為什么“軟體機(jī)器人”讓NASA、醫(yī)生和技術(shù)專家如此興奮？》。全文摘編如下：
多才多藝
“軟體機(jī)器人”的吸引力在于其靈活性和通用性。
在美國(guó)國(guó)家航空航天局(NASA)科學(xué)家的設(shè)想中，有朝一日它們將在火星表面快速移動(dòng)。還有科學(xué)家設(shè)想，它們將在人體內(nèi)最隱秘的部位穿行。
美國(guó)佐治亞理工學(xué)院的工程學(xué)助理教授埃倫·馬宗達(dá)說，另一種可能性是，它們可被用于清理遭遇地震或火災(zāi)的建筑物殘骸。
它們能被用于修復(fù)手術(shù)嗎?當(dāng)然可以。充當(dāng)幫助患者從傷病或中風(fēng)中恢復(fù)的外骨骼?為什么不呢?
將它們彎曲、塑形，制成你想要的任何形狀。軟體機(jī)器人由包括納米材料在內(nèi)的伸縮性最強(qiáng)的材料制成，能夠模擬人體肌肉功能等生物功能。可以說，這些機(jī)器人幾乎被納米材料賦予了生命。
問題在于，目前研究人員僅僅觸及了軟體機(jī)器人研究的皮毛。到2024年，其市場(chǎng)規(guī)模預(yù)計(jì)將達(dá)到21.6億美元。
相比之下，金屬機(jī)器人的局限性要大得多。雖然人們?cè)诮ㄔ焖鼈儠r(shí)考慮到了速度和精確性，使它們成為從事裝配線作業(yè)的理想設(shè)備，但它們并不那么多才多藝。
軟體機(jī)器人也可用于工業(yè)環(huán)境——特別是作為協(xié)作機(jī)器人(也被稱為“cobot”)與人類一起工作時(shí)——但它們并不局限于工業(yè)環(huán)境。
貼合自然
正如美國(guó)杜克大學(xué)已故生物力學(xué)家史蒂文·沃格爾所寫的那樣，軟體機(jī)器人更符合自然界規(guī)律。在人類經(jīng)常使用堅(jiān)硬材料(例如金屬或木頭)的地方，自然界更傾向于使用柔軟卻有韌性的材料(例如肌肉和軟骨)。他以門上的合頁(yè)與另一種類型的合頁(yè)——家養(yǎng)寵物的耳朵——為例做了比較。
不過，人類已開始了解這一點(diǎn)。舉例來說，我們?cè)絹碓蕉嗟貙⒁簯B(tài)金屬用于3D打印。這種聽上去像是來自科幻電影的材料可用于制造貼合不規(guī)則幾何形狀(包括人體)的可拉伸電子器件和可穿戴設(shè)備。
液態(tài)硅橡膠是另一個(gè)最佳的例子，長(zhǎng)期以來，這種材料令軟體機(jī)器人研究界興奮不已。2016年，哈佛大學(xué)的科學(xué)家們利用這種材料研發(fā)出史上首款軟體自主機(jī)器人“Octobot”。在章魚的啟發(fā)下，科學(xué)家研制出這種可伸縮的機(jī)器人，它們能扭曲著繞過障礙物，而《終結(jié)者》或《星球大戰(zhàn)》電影中那些僵硬的金屬機(jī)器人是無法這樣做的。
該項(xiàng)目的研究者、哈佛大學(xué)科學(xué)家邁克爾·韋納對(duì)美國(guó)趣味科學(xué)網(wǎng)站記者說：“這類機(jī)器人的一個(gè)非常有趣的潛在用途是執(zhí)行搜救等高危任務(wù)。”
令人驚訝的是，“Octobot”機(jī)器人的制作成本比一杯拿鐵咖啡的成本還低。而且，只需要花5美分就能為其裝滿燃料。可以想象，未來將有成百上千個(gè)廉價(jià)的軟體機(jī)器人被派往現(xiàn)場(chǎng)調(diào)查，它們將越過障礙物，在狹小的空間里穿行以協(xié)助救援。
前景廣闊
生物醫(yī)學(xué)工程師吉婭達(dá)·杰爾博尼在2018年技術(shù)、娛樂與設(shè)計(jì)大會(huì)上發(fā)表演講稱：“研發(fā)軟體機(jī)器人的主要目標(biāo)不是制造超精密機(jī)器，因?yàn)槲覀円呀?jīng)擁有它們了，而是讓機(jī)器人能夠面對(duì)現(xiàn)實(shí)世界中意想不到的情況。”
舉例來說，NASA的科學(xué)家正在研發(fā)機(jī)器人，他們希望這些機(jī)器人不僅能在火星等一些遙遠(yuǎn)的天體上移動(dòng)，還能形成臨時(shí)掩體并執(zhí)行各種任務(wù)。
杰爾博尼還談到利用軟體機(jī)器人技術(shù)來研發(fā)手術(shù)器械(尤其是內(nèi)窺鏡)，這樣它們就能比傳統(tǒng)器械更輕松地在人體結(jié)構(gòu)周圍穿行。
同樣，碳基鈦聚合物可與合成聚合物結(jié)合，用于制造超薄人造肌肉。這項(xiàng)技術(shù)在韓國(guó)科學(xué)技術(shù)院制作的飛舞的蝴蝶、飄動(dòng)的葉子、綻放的花朵等藝術(shù)復(fù)制品中得到了展示。
不過，軟體機(jī)器人并非沒有缺陷。具體而言，科學(xué)家們發(fā)現(xiàn)，液體致動(dòng)器——即賦予機(jī)器人“生命”的設(shè)備——啟動(dòng)緩慢的原因是，它需要大量的液體來驅(qū)動(dòng)，抑或其內(nèi)部的各種結(jié)構(gòu)(例如管道和閥門)致使液體流動(dòng)速度放慢。
哈佛大學(xué)的研究人員正在根據(jù)彈出式兒童玩具的物理原理開發(fā)一種解決方法。他們注意到，按壓這種玩具能夠釋放大量能量，因而開始設(shè)計(jì)一種帶有兩個(gè)彈出蓋(一個(gè)嵌在另一個(gè)里面)的致動(dòng)器。當(dāng)外層蓋膨脹時(shí)，內(nèi)層蓋的壓力就會(huì)增大。當(dāng)按壓致動(dòng)器時(shí)，釋放的能量就可以推動(dòng)裝置前進(jìn)。
軟體機(jī)器人未來無疑將在社會(huì)中發(fā)揮更大的作用。人類的想象力有多廣，它們的可能性就有多大。
