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哈佛科學家開發開源軟件3D打印仿生機器人

童程童美 2016-10-11

3D打印正在被越來越多的業余愛好者用來制造小機器人。這也難怪,因為3D打印特別適合隨時制造獨特的零部件,而機器人則是最有趣、最適合極客們發揮想象力和創造力的項目之一。

摘要

3D打印正在被越來越多的業余愛好者用來制造小機器人。這也難怪,因為3D打印特別適合隨時制造獨特的零部件,而機器人則是最有趣、最適合極客們發揮想象力和創造力的項目之一。

哈佛科學家開發開源軟件3D打印仿生機器人

當然,得益于開源軟件的日益普及,使得機器人的設計制作也越來越簡單,愛好者們甚至不需要任何的編程經驗都可以做到。幾個星期前,哈佛大學科學家發布了最新的系列開源軟件,將進一步幫助世界各地的業余愛好者們更順暢地鼓搗他們自己的機器人。

哈佛科學家開發開源軟件3D打印仿生機器人

不過,畢竟是來自哈佛大學的科學家,他們開發的東西確實不一樣。這款名為Soft Robotics Toolkit的軟件實際上是綜合了機器人領域里的知識、經驗和實例的數據庫,將有助于這些機器人愛好者們更深一步涉足到“軟機器人”領域。所謂軟機器人,即是模擬生物的許多系統,比如組成許多植物和動物的主要軟、彈性結構(如我們的皮膚等)。這意味著,這些“軟機器人”將超越傳統的方方正正的形狀和硬質材料,轉而使用柔軟、有彈性的材料制造。

哈佛的研究人員在其網站上解釋說,軟機器人為制造者提供了許多新的選擇和可能性: “精心設計組件的幾何形狀可以將復雜的運動“預編程”到靈活和彈體的材料中去。使用植入了智能的兼容材料制造機器主體能夠使設計者簡化通常用在傳統、剛性機器人身上的更加復雜的機械系統和軟件控制系統。軟機器人固有的特性,使它們能夠高度適應范圍廣泛的任務和環境。特別是,它們非常適合與人類進行交互,包括日?;顒訁f助,甚至執行微創外科手術等?!?

哈佛科學家開發開源軟件3D打印仿生機器人

顯然,這一切聽起來非??苹?,必然會嚇跑不少只想在周末花個半天時間隨便搭建一個小玩具的愛好者們。這也難怪,因為以前軟機器人技術領域的通常像哈佛這樣地方的高層次研究人員的專屬領地。實際上,這個項目就是由哈佛的訪問學者,愛爾蘭的Dónal Holland提出來的。因為就算是他的學生在進入軟機器人領域時都會有些困難:“在設計課上我們看到比較常見的現象是,學生們往往會求教于更有經驗的同學,比如找一個研究實驗室的博士后,由他來帶領自己完成作業。但是,這種事很難量化,而且一個人的能力畢竟是有限的,你會很快就會把他搞到“江郎才盡”?!?

而這也正是Holland開發Soft Robotics Toolkit開發的初衷:“該工具包主要用來收集專業知識,使學生更容易獲取。然而,它的作用并不僅僅局限于學生,其真正目的是想把軟機器人技術變得更加“開源”,使那些真心想實現自己的想法或創意的人們更容易使用它?!闭f得通俗一點,開發者的本意就是想讓軟機器人這種高精尖技術墜入凡間,變得更加平民化,使普通人也能夠嘗試。

因此,Holland和哈佛機械與生物工程助理教授Conor Walsh開專門開發了這個有點教育性質的軟件。它是一個名副其實的網上寶庫,搜集了各種可下載的開放源代碼、用戶在制造軟機器人時所涉及到的各個工藝技術;以及各種案例研究,包括氣動手套、柔性假手、心臟模擬器、透明的揚聲器和其他對象。

該工具包還能夠為研究人員提供各種設計的3D模型、物料清單、實驗數據,以及更多。該軟件按照軟機器人的各個組成部分進行分類,每個類別都包括以下幾個內容:設計、制作、建模、測試、案例分析和下載。 開發者在網站上稱,該數據庫提供了所有必要的信息?!爸恍枋褂玫筒牧铣杀竞涂焖僭凸ぞ?,如3D打印機、激光切割機和數控銑床組合,該工具包可以讓愛好者們很容易和經濟地制造各種軟機器人的組件?!?

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