軟體機器人也有“七十二變”

張敏

未來的某一天，當你在街頭遇到一只大搖大擺的“章魚”，甚至它還會對你點點頭、揮揮爪，請不要驚慌，這是目前已經(jīng)研制成功的軟體機器人。不久前，哈佛大學就研制出一款名為“Octobot”的軟體機器人。這款軟體機器人只有手掌大小，自帶運動燃料，可通過調(diào)控內(nèi)部氣體實現(xiàn)自主運動，既不需要連接計算機獲取指令，也不包含任何電子元件，不禁令人嘖嘖稱奇。由于Octobot采用3D打印技術(shù)配合柔性材料制造，因而具備了完全柔軟的“身體”。

軟體機器人可不同于一般的鋼鐵“硬漢”，其采用的結(jié)構(gòu)和材料包括硅膠、液晶等彈性物質(zhì)，具有較高的自由度，不僅可以較好地適應(yīng)外界環(huán)境，更可在外力作用下巧妙變身。軟體機器人理論上具有無限多自的由度，可實現(xiàn)靈活彎曲、扭轉(zhuǎn)，即使遭受到外界撞擊也不會對自身產(chǎn)生大的傷害。基于這一優(yōu)良血統(tǒng)，軟體機器人可在空間狹小、非結(jié)構(gòu)化環(huán)境下完成常人難以匹敵的復(fù)雜任務(wù)。

“八爪怪”軟體機器人其實相當于一個氣動導(dǎo)管，通過內(nèi)部的化學反應(yīng)產(chǎn)生大量氣體聚集壓縮，并利用氣體的壓強變化實現(xiàn)機械運動。以往的軟體機器人在運動上都存在通病，由于供能和控制部分通常需要連接機器人軀體，軟體機器人在移動時背后經(jīng)常拖著長長的電線，嚴重影響了軟體機器人的自主運動。如今，“八爪怪”軟體機器人通過軀體內(nèi)部集成的運動器和控制系統(tǒng)自主運動，真正實現(xiàn)了健步如飛乃至飛檐走壁。

與普通機器人相比，軟體機器人可通過內(nèi)部化學物質(zhì)實現(xiàn)顏色可變發(fā)光，并可通過充氣增壓和通道膨脹實現(xiàn)快速移動。目前研究的軟體機器人可在30秒內(nèi)迅速變身，一旦完成顏色轉(zhuǎn)換，顏色層就不再需要動力來維持色彩，移動到特定位置后常常與背景難以區(qū)分。同時，一些軟體機器人在設(shè)計之初就巧妙參照了仿生模型外觀，利用3D打印工藝制造出來后簡直可以“以假亂真”，肉眼不仔細觀察真的難以分辨。

事實上，軟體機器人的生產(chǎn)并不復(fù)雜，制作工藝相對較為簡單。軟體機器人“八爪怪”的“大腦”，是一個可控制八個觸手運動的柔性微流控制芯片。在“八爪怪”出生的“產(chǎn)房”里，可以看到3D打印機、章魚形狀模具和用于3D打印的鉑金屬墨水等特殊材料。生產(chǎn)軟體機器人時，首先將特殊材料倒入章魚模具中覆蓋微流控制芯片，之后通過3D打印機在軟體機器人的身體里打印出可用于傳遞氣體的中空管道。這個管道可實現(xiàn)軟體機器人的身體與“大腦”相連接并實現(xiàn)信息傳遞。再經(jīng)過一系列特殊的化學反應(yīng)，一個栩栩如生的章魚軟體機器人就誕生了。