有“肌肉”有“血管”:波兰团队耗时5年研发超逼真仿生机械臂,网友:很怪异也很牛掰

大数据文摘·2021-11-04
他们说要做出最先进的仿生机械臂。

1970年,日本机器人专家森政弘提出,一个看上去和人类无异的实体可能会让人们产生一种寒冷和怪异的感觉。

那看看下面这张图:

可以看出,那只灰白色的手臂就正是那种“和人类无异的实体”,不知道大家有没有体验到那种怪异的感觉?

这是由波兰专门研究机器人与假肢的团队Automaton Robotics耗时5年的时间研发出来的仿生机械臂,从上图中可以看到,这个机械臂可以举起7公斤的重物。这个机械臂在国外也引起了网友的广泛讨论,有网友就表示,“看上去很真实也很怪异,但总之很牛掰”。

也有网友感叹到,“这是我见过最自然最像人类动作的机械臂了”。

Automaton Robotics的升级之路

滴水穿石,非一日之功。

2016年,在一段只有40秒的视频中,Automaton Robotics首次展示了这个仿生机械臂。

可以看到,这个时候,机械臂还只有手掌部分,以及连接在掌根处的各种软管,同时手指动作也十分迟缓

一个月后,团队在骷髅的肘关节处添加了一个装置用来控制肘部弯曲运动

然后该频道就停止了更新长达两年之久。

在2018年的视频中,团队展示了一种新材料,看起来就只是一条绳子,但通电之后,绳子开始逐渐向内收缩,就好像人类的肌肉发力缩紧一样。

根据介绍,这个材料正是当年应用在骷髅肘部运动的材料。

几个月后,研究人员把人工肌肉和之前展示的手掌和手指进行了连接,可以看出,虽然手指的运动还带有点僵硬和奇怪的感觉,但此时机械臂已经可以做到手指开合了。

紧接着再过了一年,虽然机械臂上仍然能看到很多软管,但机械臂可以借着压力泵人工肌肉,发力拧紧钳子。

与之前相比,手指的灵活度也改进了很多,比个“1”“2”“3”“4”完全不在话下。

甚至,随着手指的运动,可以清楚看清连接在手臂处的“血管”的运动

随着整个机械臂的结构成型,团队也开始转向工作效率的研究上,比如如何让机械臂承受更大的重量,以及如何解决在发力过程中的发热问题等。

团队还专门搭建了用于锻炼机械臂的“健身器材”,通过疲劳测试对机械臂的极限有更清楚的了解。

最近,他们又有了更新的突破。即使是在人工肌肉受损的情况下,机械臂仍然可以正常伸缩,抬举物体。

然后就有了今天的这款仿生机械臂:灰白色的“皮肤”,若隐若现的“血管”,灵活自如的手指,远看根本看不出来这是一个机械臂。

一个专业工程师的小组,誓要做出最先进的仿生机械臂

Automaton Robotics是一个位于波兰的机器人小组,目前仅有一名专业工程师Łukasz Koźlik,这位工程师的唯一目标就是创造出有史以来最先进的仿生机械臂

在过去几年内,Łukasz Koźlik开发了一个由复杂的合成肌肉系统和软件构建的机械臂,这个机械臂有着精细的运动控制能力,其上的每块肌肉都由特制的肌肉或气动人工肌肉组成,仅仅使用空气或液压油就可以完成填充,还能随意收缩和放松。

在这个基础上,Automaton Robotics使用煮沸的低温液体开发出了一个全电动版本。

正如在视频描述中写到,“目前,与人体相比,这个机械臂还只有一半的人造肌肉。手指弯曲肌肉仍然是缺失的。手指能从左到右移动,但还没有肌肉来支撑。掌骨和手腕运动也被阻止了”。

如今,这位工程师还完全依靠网上的赞助在推动整个研究:

个人主页:https://patronite.pl/LukaszKozlik

项目主页也在呼吁多多关注他们,看得出来他们十分缺钱了:

项目主页:https://www.patreon.com/automatonrobotics

根据介绍,研究的最终目的是要开发一个全尺寸的人形机器人,身体由肌肉骨骼组成,整体由电力和水驱动。

对此研究人员表示,希望未来,这个机器人能在日常生活中帮助做家务,或者帮助我们实现外太空探索,加快人类进步的步伐。

除此之外,研究团队还在开发与机械臂联结的直接神经接口。希望这个假肢能够再现正常人肢体的所有动作和力量感,甚至是外观,以及通过手术能植入人体骨骼内

“机器人”越来越像人了

特斯拉宣称要进军机器人界开始,外界对于为什么一定要做“人形机器人”就存在诸多争论。

人形机器人,又称仿生人,是一种旨在模仿人类外观和行为的机器人,尤其特指具有和人类相似肌体的种类,模仿人的形态和行为而设计制造的机器人。

通常机器人厂家出于对实际应用场景的需要,会把机器人设计成不同的造型,如机械臂等。但大多数人可能认为,越像人的机器人越容易让人接受

但实际上,与一般机器人相比,人形机器人的研发生产的难度系数更大,这是一个集机械,电子,计算机,材料,传感器,控制技术等多门科学于一体的领域。

如今,人形机器人对环境的适应性和学习能力远远不及人类,即使是配合AI,也都尚且只能做简单的识别和基础的人机对话。再考虑到不可避免的传感器噪音、随机运动、学习方式以及训练时间的限制,科学家仍需要新的算法和实践应用大数据。

目前针对机器人思维的研究,都还仅仅停留在实验室仿真阶段,走向市场,在场景中迭代,还有很长一段路要走。

但,机器人越来越像人了,这会是好事吗?

相关报道:

https://hackaday.com/2021/10/28/taking-a-stroll-down-uncanny-valley-with-the-artificial-muscle-robotic-arm/

https://www.iflscience.com/technology/robot-arm-with-synthetic-muscle-lifts-dumbbell-shows-what-androids-could-look-like/

https://robot.ofweek.com/2021-09/ART-8321200-8500-30524889.html

本文来自微信公众号“大数据文摘”(ID:BigDataDigest),作者:Caleb,36氪经授权发布。

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