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  在耶魯大學科學家眼里，黏土不再是小孩桌面上的玩具，而是可自由變換形狀的變形機器人。幾個月前，耶魯大學在機器人頂級會議ICRA發(fā)表了一篇論文，詳細闡述了他們是如果讓“黏土+機器人皮膚”變成變形機器人的。

作者：風雨撫蕖

  一改機器人往日古板的形象，來自耶魯大學的研究員通過黏土和機器皮膚制造出了變形機器人。通過擠壓塑造成不同的形狀，使得機器人能夠在未來適應不同的環(huán)境完成不同的任務。

  用黏土制作機器人，真的能像橡皮泥一樣千變?nèi)f化嗎？

擺脫剛性結構，更易七十二變 

  想必大家非常熟悉各種變形機器人，不久前我們就報道了來自深海的變形金剛Aquanaut機器人。

  通過結構性的改變，單個機器人能夠執(zhí)行更為豐富的任務。但是剛性結構的約束使得這些機器人只能在有限的形式間轉換，軟體機器人有可能改變這一切，沒有固定的形式使得軟體機器人能夠?qū)⒆约恨D化為任何形狀，使他們能夠執(zhí)行需要的任務。

  今年早些時候的ICRA上，耶魯大學證實了通過泡沫黏土和機器皮膚創(chuàng)造機器人的可能性。

機器皮膚，秒變機器人 

  機器人本身由纏繞在一塊粘土上的皮膚組成，其中的執(zhí)行器由外接電源和控制裝置驅(qū)動。在制作機器人的過程中，首先要準備一個黏土的圓柱體，然后給它穿上第一層皮膚。

  接下來再給它穿上第二層皮膚。

  這層運動皮膚，由氣動氣囊網(wǎng)制成，當氣囊按照特定的順序充氣時，機器人可以向前或者向后運動。

  在他們的黏土機器人身上，最重要的是第二層變形皮膚，它們由電纜驅(qū)動，可以將底層材料塑造成各種形狀，包括球體，圓柱體和啞鈴。當遇到障礙時，變形皮膚可以改變機器人的形態(tài)，巧妙地避開障礙物，這是執(zhí)行多種任務的核心。

挺胸收腹

越過山丘

循序漸進，由簡進繁 

  其實，這并不是耶魯大學第一次用運動皮膚幫助柔軟的物體實現(xiàn)運動功能了。去年的《Science Robotics》就曾經(jīng)發(fā)表過一篇論文，為毛絨玩具套上機器人皮膚，讓它實現(xiàn)一定的運動功能。

機器皮膚

運動的小馬哥

  過去耶魯大學的研究人員一直在試驗使用彈性結構的變形機器人，由于是彈性形變，一旦動作停止，機器人就會彈回原來的形狀。

  但粘土是不同的，因為它會保持形成的任何形狀，使機器人更節(jié)能，如果要變換成其它形態(tài)，只需要變形層施加壓力改變即可。

  目前該項研究的機器人形態(tài)較為簡單，功能也沒有那么豐富，但是正如耶魯大學從運動皮膚、到黏土應用、再到變形皮膚的循序漸進，研究人員提出了一些可以在未來使用的更為復雜版本。

  以下，可以觀看這款機器人的完整視頻：

助力探索 

  通過變形和運動的相互補充，使得該方法塑造的機器人具有獨特的應用場景。在搜索和救援行動中，可以僅攜帶機器皮膚，而黏土則可以就地取材，這節(jié)省了更多的負載成本。

  更廣泛地說，在資源有限的條件下，例如在火星探索中，由于物資供應鏈稀少，利用這種變形系統(tǒng)，機節(jié)約了運載成本，也可以將物質(zhì)機器人變形為不同的形式以執(zhí)行不同的功能。

  論文鏈接：https://ieeexplore.ieee.org/document/8653947