现在的科技发展日新月异,新产品和新技术迭出不穷,以前好多无法想象的事情正在逐渐变成现实,机器人已经“入侵”到生活的各个方面,现在介绍八款最具魅力的机器人,你会发现机器人正在从梦幻慢慢走近我们的生活,并且已经或将要担当重要的角色。
NO.1达芬奇手术机器人
机器人给你做手术,这个场景你有想过吗?机器人手术到底是什么样?洪德飞医生拿出了一张他在香港中文大学培训时候的照片,画面中的他,坐在一个操作台前,而模拟的患者,躺在一米开外的手术台上。
“一米距离并不算远,未来随着机器人手术的推广,我们可以给全省各地的患者乃至国外的患者,都可以动手术。”洪医生说,所谓机器人手术,就是医生通过一个操作台上的按键,控制机器人,给躺在手术台上的患者动手术,而两者的连接线就是光缆,只要网络通畅,完全可以实现万里之外的手术操作。
手术台前的机器人,并不是大家在科幻片中看到的大脑袋、两条胳膊两条腿的模拟人类外形的机器人,而是一台拥有多个手术臂的机器。这个机器脑袋是一个显示器,医生通过显示器可以看到患者身体内的构造,构造呈三维立体型。
“传统的腹腔镜手术是二维的画面,需要外科医生有良好的空间想象力和培养长期的适应能力。这个机器人手术的显示器,不但三维显示,放大倍数更达到了10至15倍。”洪教授说,传统的腹腔镜只能放大5倍左右,立体的画面以及高度放大的倍数,使得操作机器人动手术的医生,可以看得更精确。
2000年美国通过认证,正式推广机器人手术,逐渐在欧美被推广。截至2013年3月31日,全球共装机达芬奇机器人2710台,目前达芬奇机器人手术广泛应用于前列腺癌根治、肝胆胰肿瘤根治和冠心病冠脉搭桥手术等。
NO.2蛇形机器人 可钻入患者体内实施手术
据英国每日邮报报道,使用机器人操作手术已司空见惯,它们能够协助医师完成最精密的手术。目前,最新研制一种“机器蛇”可适用于医学手术,它能滑入患者喉咙,无需切口便能抵达指定身体部位,未来这种柔韧设备能在人体内执行手术操作。
这种机器人辅助设备叫做“弹性系统”,是基于美国卡耐基梅隆大学机器人学教授豪伊-乔赛特(HowieChoset)的设计方案,由英国医学机器人公司研制。
最初,机器蛇可用于探索奥地利废弃的茨文滕多夫核电站,但目前这种柔韧的内窥镜系统可以抵达其它方法难以接近的身体部位。同时,机器蛇能够确保患者进行最低限度侵入式疗法,加快医院治疗时间。这款机器蛇是适用于外科手术的首个机器人辅助柔韧内窥平台。该系统确保外科医生能够接近和难以形体化观测的身体部位。
此外,机器蛇能够部署特殊设计的柔韧手术仪器执行手术操作。医生使用一个操纵杆可以控制机器蛇从嘴部进入人体,在器官和其它“障碍”周围漫游。
同时,在患者头部附加一个高分辨率相机,使医生能够观察机器蛇的行进位置。这款机器蛇是由多个链接分段构成,确保它弯曲时仍能保持一定硬度。
每个链接分段都模拟前一个链接分段的位置,避免在人体中移动时意外碰撞某些器官部位。在小型手术仪器两侧都附加着相机,便于在人体密闭空间内进行手术操作。
机器蛇首先在咽部和喉头部位操作,未来它也可用于更复杂的手术,例如:心脏手术。目前,医学机器人公司的产品主要在欧洲市场销售。
NO.3世界最先进的水下机器人:蓝鳍金枪鱼
2014年3月8日凌晨,马来西亚航空公司与一架原载239人的波音777飞机失系。
事件发生后,全球多国都投入到了寻找失联客机的行列中,中国海军昼夜出动搜索失联飞机,马来西亚、越南、韩国、中国台湾、美国等纷纷参与救援行动,经过各国共同的努力,搜寻人员已经基本确认失联客机的大概位置位于澳大利亚西南部城市珀斯西北约1550公里处,在视觉搜索没有结果后,开始部署‘蓝鳍金枪鱼-21’自主式水下航行器,参与空难飞机的搜寻。
“蓝鳍金枪鱼-21”被称为美国海军目前最先进的水下探测器,它的工作原理和方式并不为人所熟知。
这款“蓝鳍金枪鱼-21”自主式水下航行器由美国马萨诸塞州蓝鳍金枪鱼机器人技术公司研发制造,最大下潜深度为4500米,最长水下行动时间为25小时。被投放至海底后,“蓝鳍金枪鱼-21”将发射声呐脉冲扫描海底,脉冲将向两个方向以弧形散开。“蓝鳍金枪鱼-21”会接收到在脉冲范围内物体的反射声波,利用“声波阴影”判断物体高度并形成图像。
不过,“蓝鳍金枪鱼-21”无法在海底行动时向海上研究人员传输收集到的数据,图像专家必须在“蓝鳍金枪鱼-21”结束海底搜寻任务浮上水面后才能“解读”形成的图像。
“蓝鳍金枪鱼”将需要两个小时下潜到工作区域,利用声呐系统搜寻16个小时并绘制高清晰三维图像,上浮水面同样需要两个小时。此外,从“蓝鳍金枪鱼”下载数据并分析需要4个小时。
但遗憾的是该水下机器人在执行任务六小时后,就超出了最大下潜深度4500米,其内部安全装置迫使它返回海面,而它原本计划执行16个小时的任务。
NO.4拆迁机器人 环保不扰民
在中国,建筑拆迁是一件非常恼人的事情,尤其是面对钢筋混凝土的时候,拆的时候需要用咚咚咚作响钻头,甚至还需要挖掘机和炸药。拆的时候产生大量噪音不说,伴随着的更有漫天的PM2.5,对于这一重大工程,我们有更好的方法可以选择。
ERO机器人就是为拆迁而生的机器人,ERO是单词erosion(侵蚀的缩写,从名字可以猜得到,ERO机器人拆迁走的是销魂蚀骨润物细无声的章法,而不是钻头那样分筋错骨刚猛路子。
首先,ERO机器人通过高压水枪喷射混凝土的表面,使其内部产生许多细微的裂缝,随后瓦解。这样,混凝土中的砂石和水泥与钢筋就可以分离,ERO机器人可以回收打包砂石和水泥,以供之后重复使用,至于钢筋的用处就更大了。这个想法来自于瑞典设计院的学生,他于去年设计了这个机器人。
与ERO机器人相对应的,是全球日趋增长的建筑垃圾,在美国,每年有3亿吨的混凝土被浪费掉。至于中国,那就更严重了,处于房地产大跃进中国建筑垃圾重复利用率仅有5%因此,Haciomeroglu认为,ERO机器人在亚洲将有广阔的市场潜力,即使是在欧洲,拆除的混凝土建筑之后,也很少利用拆迁后的材料,这是极大的浪费。
NO.5建房机器人:效率高 成本低 外形美
据外媒报道,美国航天局(NASA)出资与美国南加州大学合作,最新研发出“轮廓工艺”3D打印技术的建房机器人,24小时内就可以印出大 约232平方米的两层楼房子,只要一个按键就可以操控机械打印出房子。由于大大节约了建筑时间和建筑成本,该技术让人类在移民月球或火星后可以就地取材,快速并且批量打印出“外星屋”。
速度快:24小时打印出232㎡大宅
美国南加州大学的“轮廓工艺”3D打印技术项目,由美国航天局出资赞助。据“轮廓工艺”项目负责人、南加州大学教授比赫洛克•霍什内维斯介绍,“轮廓工艺”其实就是一个超级打印机器人,其外形像一台悬停于建筑物之上的桥式起重机,两边是轨道,而中间的横梁则是“打印头”,横梁可以上下前后移 动,进行X轴和Y轴的打印工作,然后一层层地将房子打印出来。“轮廓工艺”的工作速度非常快,24小时之内能打印出一栋两层楼高、2500平方英尺(约合 232平米)的房子。
成本低:省钱省力省料更快更环保
据介绍,为了节省建筑材料,“轮廓工艺”机器人打印出来的墙壁是空心的,虽然质量更轻,但它们的强度系数约为10000psi(即每平方英寸能够承受10000磅压力)——远远超过了传统房屋的墙壁,而且节省了20%-25%的资金和25%-30%的材料。“轮廓工艺”最大的节省还是人力, 通过使用3D打印机,“轮廓工艺”将节省45%到55%的人工,相应地也会使用更少的能源,排放更少的二氧化碳,不仅大大降低了成本,而且大大提高了速 度。该机器人不仅可负责打印外墙,铺地板、水管、电线,甚至连上漆、贴墙纸也一手包办,但它并不能完全取代工人,住宅建筑的许多部分,诸如水电、供热管道、门窗和吊顶等仍需要借助工人手工完成安装。
外形美:波浪形外墙更美观更环保
虽然“轮廓工艺”技术还存在一些不足,但它的诞生意味着在这个领域会有许多新工种出现。目前,该项目已经获得众多建筑机构和公司的关注。? 霍什内维斯教授强调,这项新技术还可以将建筑构件根据需要制成任意形状,不一定非得是传统的直线形,比如可以让房屋墙面拥有弧形或波浪形的独特外观,既丰富了建筑的美感,又符合经济及环保效益。此外,它还可以在灾区重建、贫民区改造中大显身手。
NO.6最萌机器人“表情帝” 通晓20国语言
英国的“工程艺术”公司最近创造了一款便宜的交流机器人SociBot。但它不是人类形体的复制品。为了节约能源和资金,该公司省略了它的部分腿部和躯干,整个机器人的高度只有60厘米。它最大的特点是除了具有类似普通人类的表情,也还有其他各种不同的表情。
它作为应用程序提供程序在空间受限的地方使用。它有一个头戴式的摄像头、红外线感应器和方便输入简单指令的触控屏。它具备充分交流的音频功能。外观受脸部支配,脸上内嵌PicoLED投影机。此投影机允许它在不同的情况下,创建不同面部表情的表达类型。他的面部由半透明塑料制成,通过投影机 在面部包括眼睛、鼻子和嘴的部分投射出不同的图案来组成不同的表情。
另外,SociBot还可以与诸如摄像头等其它硬件搭配使用,可以追踪人类的面部表情和手势,对人类的情绪做出回应。比如通过它来判断对方的表情和情绪、甚至还能通过特定的算法根据女性的面部特征估算出对方的年纪。因此这对于和女性交流时非常有用,我们可以根据SociBot的结论在减去5岁来与对方沟通,这样既夸奖了对方又不会显得过于虚伪。
SociBot有两个不同的版本。一个是有手臂,另一个则没有手臂(SociBotmini)。两个版本的机器人都能识别声音,都会说超过 20种语言。除了交流功能外,SociBot还能做诸如购物、接送小孩上下学和陪伴去展览馆等功能。有了这个简单但功能却一样不落下的机器人,未来我们的 生活将变得更方便和有趣。
NO.7可随时随地打印的口袋打印机器人
各种新的移动设备不断诞生,但似乎没人会想到打印机也可以成为移动设备。如今,它出现了,具有革命性的机器人打印机。只需要一个打印头,在一张纸上左右移动就可。
它用无线方式传输信息,尺寸小到可以装入衣兜,通过在纸上滚动完成打印。这款机器人打印机由一家名为ZutaLabs的以色列公司开发。
这款迷你打印机自带可充电电池,可与智能手机和电话连接传输信号。利用底部的一个喷口,它可以在任何尺寸的纸张上打印。
打印开始时,喷头开始喷墨,底部轮子开始在纸张上移动,全向轮系统可使打印机向各个方向精确转动。当需要打印时,使用者只需要通过蓝牙将请求发送到打印机。
ZutaLabs公司目前正通过Kickstarter发起众筹,希望将这款产品推向市场。
NO.8 机器人摆脱金属支架 “终结者”要被终结
AndyMarchese拥有很多鱼缸,但他从来不需要喂鱼,因为这是用来演示其“软体仿真鱼机器人”的工具。这名科学家使用了硅胶、防水泡沫等材质,完美模仿了鲤鱼的形态,这也是世界上第一个自主研发的软体机器人。
显然,我们对机器人有一种偏见——金属骨架。但实际上,人们已经开始研发软体材质的机器人,来帮助我们做更多事情。比如,拥有灵活弹簧关节、柔性材质的机器人,可以根据需求变换形态,从而在灾区、危房中实现营救工作。同时,柔软的材质也让机器人本身的侵略性降低,减少对自身或是人类的威胁。
软体机器人领域在去年吸引了大量关注,诸如哈佛、麻省理工学院计算机科学与人工智能实验室的精英们,也在积极开发各种形态的软体机器人,将从生物学、材料学、机器人等众多学科搜集灵感并进行技术融合。我们看到了具有触手的仿生章鱼、可充气的机器人、怪异的四足动物机器人等,它们的出现意味着 机器人不再仅仅是“终结者”或是“3PO”,而是拥有更多形态。
如果要想让这些软体机器人能够真正为我们服务,还是需要更多的新技术加入。比如弹性材质的如何灵活地改变形态,又如何恢复本来的样貌。科学家们尝试了记忆合金等材质,但这些技术仍处于起步阶段。
软体机器人对于人类未来生活的作用,将是巨大的。它们可以成为人类的折叠式翅膀,让每个人实现飞行的梦想;也可以用于探索太空,甚至是成为残障人士的轻型假肢,或是用于微创型手术。总而言之,我们期待软体机器人的大规模应用,不仅仅是因为它们看上去更加无害。