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文/本报记者任荃
从小到大,机器人包含了太多人类对科学的兴趣与遐想。在今天开战的“第九届挑战杯全国大学生课外学术科技作品竞赛”现场,十几个来自祖国东西南北的机器人在此一决高低。
模样、身材、本领,哪一个更出色?创意、设计、制作,哪一队更高超?在你投票之前,先来看一场没有裁判的民间擂台赛吧。也许今晚,另一位机器人的影子就出现在梦里。
高机动全向运动球形机器人
籍贯:北京
体重:1.5公斤
身价:4000元
才艺:决不摔跤
圆咕隆咚的身体“滚”到哪里都不会倒,这位现代“不倒翁”把机器人的身体结构彻底简化了:改变身体重心就能前进或后退,两个微小电机就能牵引着小球360度全向运动;即便来个180度大转弯,也无需“撑大”活动空间,因为它的转向半径始终为零,特别适合狭小空间。据说,在国外,球形机器人已经当上了“酒窖巡逻兵”。
在学校一年一度的“冯如杯”科技竞赛上,北京航空航天大学大三学生臧昊,看到学长们设计的球形机器人甚至都没有动起来,就决心做些改进。短短8个月,臧昊和他的伙伴们成功了。现在,他又想把手中的“不倒翁”送上月球:“如果把球形机器人设计成月球车,科学家就再也用不着担心着陆时车子没站稳,而从此‘一蹶不振’了。”
仿生蝼蛄机器人
籍贯:哈尔滨
体重:15公斤
身价:1.5万元
才艺:快速掘进
黑黝黝的身体,三对并不粗壮的长腿终日挖土为生——对昆虫“蝼蛄”一个月的观察,驱使哈尔滨工程大学大三学生徐明道要设计一种仿生机器人,替人铺设地下管道,或潜入深海打捞沉船。
在一堆疏松的黄沙中,半米多长的蝼蛄机器人正拨动着4只机械爪埋头苦干。才一会儿工夫,机器人的半个身子已深陷其中,身后留下一盘沙土。虽说没有配备任何定向钻进或冲击铆,可蝼蛄机器人仍以1米/分钟的速度不断下陷,不禁让人联想起动画片里的小鼹鼠。
徐明道说,现在的蝼蛄机器人更适合在沙质或软土地层中工作。将来,他要继续研究蝼蛄的抗阻原理,让自己的机器人胜任各种土层。
双足溜冰机器人
籍贯:上海
体重:3.5公斤
身价:3万元
才艺:滑走并用
髋关节+膝关节+踝关节=双腿12个自由度,用这段公式来概括上海交大大二学生杨磊的发明再合适不过。眼前,这位亦滑亦走的双足溜冰机器人与人体的双腿结构几乎如出一辙。
不仅结构仿生,机器人迈出的每一步都是跟着溜冰运动员“亦步亦趋”。原来,机器人大脑里的步态规划数据库里,记录的全是人体溜冰时的关节运动规律。直行、转弯、倒退,杨磊和同伴通过无数次细致观察和计算,把运动员的每一种步态一一变成指令,“说”给机器人听。随着数据库的不断扩充,溜冰机器人还将升级为“全能溜冰手”,甚至连样式多变的花样滑冰也学得惟妙惟肖。
然而,溜冰表演并非杨磊设计机器人的初衷,他心里想要的是步行机器人和轮式机器人的“二合一”。他信心十足地说:“试想一下,未来极地探险中,溜冰机器人既能在冰天雪地里自由滑行,遇到障碍还能跨过一道坎,滑走并用岂不更可靠?”
可绘制环境地图的自主避障智能移动机器人
籍贯:南京
体重:3公斤
身价:1万元
才艺:越野勘测
前方,一辆无人驾驶的越野车充当着“探路勇士”;后方,上位机软件正指挥着“画笔”在电脑屏幕上将“勇士”的所见所感绘制成环境地图,两者之间靠着无线电波传递讯息。
2003年,东南大学大三学生安康和同学在电视里看到伊拉克战场上,美军使用的无人侦察小车很是了得。于是,安康“手痒痒”了。以超声波加红外传感器作“眼”,180度观察前方障碍;用直径为15厘米的空心轮胎作“脚”,既省电又减震,爬坡、越野都不在话下。
安康告诉记者,自主避障机器人集侦察、监视、目标搜索等本领于一身,是爆炸物处理、安全巡逻甚至导盲的好帮手。来年,他们还将为机器人加装真正的视觉,让其感知的世界更精确。届时,它的用武之地就更加宽广。
双足溜冰机器人
可绘制环境地图的自主避障智能移动机器人
高机动全向运动球形机器人。 均本报记者 金昊摄
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