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形似而神不似,仿生机器人如何突出重围

文章作者:吃葡萄上树 发布时间:2017-08-03 15:34:00 来源:https://www.7230.com/

在电影《机器人瓦力》中,可爱的WALL-E(Waste Allocation Load Lifter Earth Class,地球版垃圾配置承载起重机,中文名瓦力),作为地球上最后一台垃圾处理机器人,地球上早已不适宜人类生存,瓦利将地球上的垃圾处理成一个个的方块叠加起来,然后通过电视中残留的印象感受爱情。

电影照进现实,Festo近日发布仿海扁虫机器BionicFinWave,我们先来看看它令人惊艳的美感:

这款仿生机器人在水里游起来动作十分自然、流畅,简直可以用美妙来形容。根据外媒介绍,BionicFinWave以两片柔软的矽胶(Silicone)代替乌贼肉鳍,透过左右各9个支点协助进行波浪状拍动。

同样,这款仿生机器人也贯彻了Festo一贯的宗旨——美到惊艳,却基本没啥用处。虽然其在产品介绍中,竭力说明仿生鱼的用处,诸如深海探测、数据收集等,但是并没有成熟的落地应用。

仿生机器人,最早可以追溯至中国三国时期的木牛流马以及1893年由Rygg设计的机械马,其发展已经经历了相当长的时间。随着对于仿生机器人认识的不断深化,人们对其的研究也走向了“第四阶段”:即构建结构与生物特征一体化的类生命系统,强调仿生机器人不仅具有生物的形态特征和运动方式,同时具备生物的自我感知、自我控制等性能特性,更接近生物原型。目前大热仿生脑和仿生神经也属于此类方向。

仿生机器人发展历程

“形似而神不似”,仿生机器人怎么了?

仿生机器人发展至今,“研究大于功效”是目前所普遍存在的一种情况。许多仿生机器人都有着概念上的强大效力,比如说波士顿动力早期非常出名的“大狗机器人”。这款能像真的猎犬一样前进、翻阅障碍的四足机器人,原本是给军方提供的战场辅助机器人,大狗在视频上看着机动力非常强劲,但是当其实际交付时,极大的噪音让其战场辅助的功效也随之湮灭。

从市面上已有的仿生机器人的表现来看,其应用并未十分理想。究其原因,智能相对论(aixdlun)分析师柯鸣认为,形似而难以神似的仿生机器人,有几个问题难题仍需突破。

1.过于简单的生物机理模型

作为仿生机器人,其目的是为了能够延伸或替代生物体的部分功能,以达到便捷特定场景工作的功效。而从目前的发展情况来看,仿生机器人模型建立过于简化、研究结果不够深入等问题,使得仿生机器人样机与生物实际的功能相距甚远。

毕竟,生物体是一个相当复杂的系统,每一个动作和功能都是由骨骼、肌肉、神经系统等多方面协调的结果,并非一个简单的程序可以替代。另一方面,生物机理的研究要结合大量的试验,而现有试验条件及研究方法过于单一,无法完全满足相应生物运动规律的观测要求。

此外,落地结果不尽如人意的原因还在于跨学科协作太少。毕竟,仿生机器人作为一个再现生物机理的模式,其需要比如脑科学、生物科学等多种学科的研究成果,这也意味着想要实现对生物机理的准确建模和分析,依然有着很长的路要走。

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