可穿戴機(jī)器人的案例
RecurDyn 成功案例：基于人體建模的可穿戴機(jī)器人設(shè)計(jì)與仿真
圖1 可穿戴機(jī)器人
研究產(chǎn)品: 穿戴機(jī)器人 (Wearble Robot)
仿真目的: 構(gòu)建人體和可穿戴機(jī)器人的動(dòng)態(tài)模型，以驗(yàn)證設(shè)計(jì)產(chǎn)品的耐受性，并驗(yàn)證控制模型
事實(shí)上，構(gòu)建人體動(dòng)力學(xué)模型來(lái)設(shè)計(jì)人體穿戴機(jī)器人的動(dòng)態(tài)模型至關(guān)重要。此外，人體模型和可穿戴機(jī)器人配對(duì)后，根據(jù)人的行為預(yù)測(cè)機(jī)器人執(zhí)行器所需的扭矩，并預(yù)測(cè)各關(guān)節(jié)的ROM（運(yùn)動(dòng)范圍），檢查機(jī)器人是否可以在各種情況下實(shí)現(xiàn)所有必要的姿勢(shì)。最后，通過(guò)控制執(zhí)行器模型和動(dòng)力學(xué)模型的耦合仿真確認(rèn)了控制器的性能。
多倫多大學(xué)劉新宇教授團(tuán)隊(duì)《iScience》綜述：類(lèi)皮膚水凝膠及其在可穿戴傳感，軟體機(jī)器人以及能量收集等方面的應(yīng)用
皮膚作為人體最大的器官，近年來(lái)為科學(xué)家設(shè)計(jì)新型可拉伸電子帶來(lái)了諸多啟發(fā)。通過(guò)精巧地設(shè)計(jì)并組合相關(guān)電子元器件及彈性體材料，研究人員已成功開(kāi)發(fā)出諸如電子皮膚（electronic skin）等仿人體皮膚的電子設(shè)備，并在可穿戴電子，可穿戴康復(fù)機(jī)械人和軟體機(jī)器人等領(lǐng)域展現(xiàn)了巨大的應(yīng)用前景. 而以離子水凝膠為代表的軟材料，由于其優(yōu)異的生物兼容性，更加接近生物組織的機(jī)械和電學(xué)特性，目前吸引了大量研究精力投入其中，以便將其開(kāi)發(fā)并集成到可穿戴傳感，軟體機(jī)器人等應(yīng)用中，從而確保更安全，更智能的人機(jī)互動(dòng)。
日前，多倫多大學(xué)劉新宇教授團(tuán)隊(duì)在 Cell Press 子刊 iScience上 總結(jié)并討論了類(lèi)皮膚水凝膠的研究進(jìn)展。文章首先總結(jié)了目前水凝膠的增韌方法及原理，增加離子導(dǎo)電性的方法。文章隨后描述了目前提高水凝膠鎖水，抗凍和粘貼的若干策略。應(yīng)用方面，文章主要介紹了目前離子水凝膠在可穿戴物理和化學(xué)傳感，軟體機(jī)器人柔性電極及可拉伸傳感，和柔性自發(fā)電能量收集等方面的進(jìn)展。最后，作者討論了離子水凝膠存在的挑戰(zhàn)和機(jī)遇， 包括多模態(tài)傳感，新型加工制備方案，結(jié)合大數(shù)據(jù)和水凝膠離子計(jì)算的下一代智能，以及可拉伸的儲(chǔ)能設(shè)備。
圖1 人體皮膚示意圖及類(lèi)皮膚水凝膠目前的進(jìn)展和應(yīng)用總結(jié)
圖2 雙網(wǎng)絡(luò)水凝膠的代表結(jié)構(gòu)和他們的合成策略。
展開(kāi) 工業(yè)用穿戴機(jī)器人要來(lái)了？
據(jù)韓國(guó)媒體報(bào)道，現(xiàn)代汽車(chē)集團(tuán)已經(jīng)全面展開(kāi)工業(yè)用穿戴型機(jī)器人的研發(fā)，未來(lái)將加速高附加值領(lǐng)域的機(jī)器人事業(yè)發(fā)展。
根據(jù)10月22日現(xiàn)代集團(tuán)的消息，目前現(xiàn)代集團(tuán)正在進(jìn)行穿戴型機(jī)器人、服務(wù)機(jī)器人及移動(dòng)類(lèi)三大機(jī)器人領(lǐng)域的技術(shù)研發(fā)。為此正在積極的推進(jìn)投資國(guó)內(nèi)外擁有機(jī)器人及人工智能技術(shù)的前途企業(yè)。
去年9月在北美的現(xiàn)代·起亞工廠測(cè)試了“椅子型穿戴機(jī)器人（H-CEX)）”，今年年末計(jì)劃將對(duì)“上身穿戴”H-VEX型機(jī)器人進(jìn)行技術(shù)檢測(cè)。
現(xiàn)代汽車(chē)集團(tuán)今年年初新設(shè)立了機(jī)器人部門(mén)，“椅子穿戴機(jī)器人”就是機(jī)器人部門(mén)和活力開(kāi)發(fā)中心一起合作誕生的。以工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用為目的開(kāi)發(fā)的現(xiàn)代集團(tuán)第一款穿戴型機(jī)器人“椅子穿戴機(jī)器人”是為了維持作業(yè)工人坐姿，輔助膝部關(guān)節(jié)，雖然模型重量只有1.6kg，但是可以支撐150kg的體重。可減少腰部和下半身肌肉力度的80%，可大大提高作業(yè)工人的效率。
將安全帶綁在腰部、大腿及膝蓋上，使用方法簡(jiǎn)便，可根據(jù)用戶身長(zhǎng)調(diào)節(jié)帶子的長(zhǎng)度，3個(gè)支點(diǎn)的角度可設(shè)置為（85/70/55度），也可以根據(jù)用戶需求調(diào)節(jié)姿勢(shì)高度方便作業(yè)。尚處開(kāi)發(fā)階段的“上身穿戴（H-VEX）機(jī)器人”計(jì)劃年末將在現(xiàn)代·起亞北美工廠示范使用，這個(gè)機(jī)器人可以給予作業(yè)人手臂向上抬舉60kg的力量，給予那些需要身體向后傾舉起手臂的作業(yè)工人輔助系統(tǒng)，使脖子和肩膀等不受力。
現(xiàn)代集團(tuán)目前正在開(kāi)發(fā)穿戴型機(jī)器人，服務(wù)機(jī)器人，微型移動(dòng)等多種類(lèi)型的機(jī)器人。去年在世界家電產(chǎn)品展會(huì)（CES）上已經(jīng)展示了可幫助行走不便的老人及下身麻痹的患者上樓梯的“醫(yī)療用穿戴機(jī)器人（H-MEX）”，現(xiàn)在為了將醫(yī)療器械商用化，正在準(zhǔn)備食品醫(yī)藥安全處和美國(guó)食品醫(yī)藥局（FDA）的認(rèn)證。
展開(kāi) 多倫多大學(xué)劉新宇教授團(tuán)隊(duì)《AFM》：新型抗極寒粘貼離子導(dǎo)電水凝膠仿生皮膚助力可穿戴傳感和軟體機(jī)械人
例如，其高度抗形變的膠原蛋白和彈性纖維網(wǎng)絡(luò)用于承受物理變形；保濕物質(zhì)如吡咯烷酮羧酸（pyrrolidone carboxylic acid) 用于鎖水；皮下脂肪細(xì)胞用于抵御寒冷；多種感知神經(jīng)元如力學(xué)感受器，溫覺(jué)感受器及疼痛感受器，可將外部刺激轉(zhuǎn)化成鉀鈉離子的移動(dòng)和動(dòng)作電位在神經(jīng)細(xì)胞中的傳遞。皮膚的這些結(jié)構(gòu)特征為我們?cè)O(shè)計(jì)新型可拉伸電子帶來(lái)了啟發(fā)。通過(guò)精巧地設(shè)計(jì)并組合相關(guān)電子元器件及彈性體材料，研究人員已成功開(kāi)發(fā)出諸如電子皮膚（electronic skin）等仿人體皮膚的電子設(shè)備，并在可穿戴電子，可穿戴康復(fù)機(jī)械人和軟體機(jī)器人等領(lǐng)域展現(xiàn)了巨大的應(yīng)用前景。值得注意的，由于仿生皮膚和軟體機(jī)器人之間優(yōu)異的機(jī)械性能匹配和功能互補(bǔ)，目前已有大量研究精力投入到開(kāi)發(fā)適合集成到軟體機(jī)器人的可拉伸和可穿戴仿生電子皮膚，從而確保更安全，更智能的人機(jī)互動(dòng)和環(huán)境適應(yīng)性。
在這些傳感材料中，以離子水凝膠為代表的軟材料，由于其優(yōu)異的生物兼容性，更加接近生物組織的機(jī)械和電學(xué)特性，近年來(lái)收到了大量關(guān)注。然而，目前離子水凝膠在低溫環(huán)境容易結(jié)冰而失去變形能力和導(dǎo)電性；同時(shí)，傳統(tǒng)離子水凝膠通常不具備良好的表面粘附能力， 從而影響其在可穿戴和軟體機(jī)械人等大變形應(yīng)用場(chǎng)景中的使用；此外，傳統(tǒng)離子水凝膠在環(huán)境中易失水的問(wèn)題也亟待解決。
圖1.
展開(kāi) 
工程師打造出一種新型軟體機(jī)器人：可從路面機(jī)器人變?yōu)闊o(wú)人機(jī)
大多數(shù)機(jī)器人都是為某一特定工作而設(shè)計(jì)的，且適應(yīng)性不強(qiáng)。但弗吉尼亞理工大學(xué)的工程師們現(xiàn)在已經(jīng)開(kāi)發(fā)出一種軟體機(jī)器人，它可以變形為一系列的形狀，如駕駛、飛行或游泳機(jī)器人，而這要?dú)w功于充滿一種金屬的橡膠表皮，它可以在液體和固體形式之間輕松轉(zhuǎn)換。
為了打造一個(gè)擁有如此多功能的機(jī)器人，研究人員首先設(shè)計(jì)了一種材料，它可以根據(jù)需要改變其形狀，根據(jù)需要保持該形狀很長(zhǎng)時(shí)間然后再恢復(fù)到原來(lái)的配置，另外還可以多次這樣做。這種材料是由一個(gè)彈性內(nèi)骨骼組成，其被切割成三角形的剪紙圖案。在這種材料內(nèi)部則是一個(gè)含有低熔點(diǎn)金屬合金的管網(wǎng)以及一組卷須狀的加熱器。該結(jié)構(gòu)可跟致動(dòng)器、電機(jī)和其他部件相結(jié)合，然后用于運(yùn)動(dòng)和改變形狀。
據(jù)了解，機(jī)器人一開(kāi)始是平的，里面的金屬為液體形式。它可以被彎曲和拉伸成機(jī)器人所需的形狀，在這一點(diǎn)上，金屬會(huì)硬化成固體并保持該形狀。在完成任何任務(wù)后則可以打開(kāi)加熱器，將金屬加熱到60°C，然后使其熔化并使機(jī)器人恢復(fù)到原來(lái)的形狀。在那里，它會(huì)準(zhǔn)備好被重新塑造成它接下來(lái)需要做的任何事情。它可以在不到十分之一秒的時(shí)間內(nèi)變形并固定形狀。
在測(cè)試中，該團(tuán)隊(duì)使用這種材料創(chuàng)造了一個(gè)可以沿地面行駛的機(jī)器人，然后變形為一個(gè)飛行無(wú)人機(jī)。從本質(zhì)上講，它是一個(gè)扁平的板材，在飛行配置中帶有朝上的螺旋槳，而在其駕駛形式中，它類(lèi)似于一個(gè)彎曲的玉米餅形狀，車(chē)輪則接觸地面。
另一個(gè)測(cè)試模型將這種材料作為潛水艇的基礎(chǔ)，它可以潛入水族館底部，然后舀起彈珠并將它們帶到水面。
這項(xiàng)研究的論文共同作者Edward J. Barron III說(shuō)道：“我們對(duì)這種材料為多功能機(jī)器人帶來(lái)的機(jī)會(huì)感到興奮。這些復(fù)合材料足夠強(qiáng)大，可以承受來(lái)自馬達(dá)或推進(jìn)系統(tǒng)的力量，但又可以輕易地變形，這使得機(jī)器可以適應(yīng)它們的環(huán)境。”
展開(kāi) 哈佛大學(xué)新算法快速定制可穿戴動(dòng)力服
Paulson School of Engineering
and Applied and Sciences，SEAS)和威斯研究所（Wyss Institute for Biologically
Inspired Engineering）的研究人員開(kāi)發(fā)出來(lái)一種有效的機(jī)器學(xué)習(xí)算法能夠快速設(shè)計(jì)定制化控制方案來(lái)制造柔性可穿的動(dòng)力服。
提到柔性輔助可穿戴設(shè)備，比如像哈佛大學(xué)生物設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)室（Havard Biodesign Lab）設(shè)計(jì)的動(dòng)力服，人們不免想到人和機(jī)器“合為一體”了。但是每個(gè)人走路的方式都略有不同，為每個(gè)需要穿著動(dòng)力服的人設(shè)計(jì)機(jī)器參數(shù)是一件費(fèi)時(shí)又低效的事情。
但現(xiàn)在，哈佛大學(xué)約翰·A·保爾森工程與應(yīng)用科學(xué)學(xué)院和威斯研究所的研究人員開(kāi)發(fā)出了一種高效的機(jī)器學(xué)習(xí)算法，可以快速設(shè)計(jì)定制化控制方案來(lái)制造柔性可穿的動(dòng)力服。
“這種新的方式高效快速地優(yōu)化了輔助可穿戴設(shè)備的控制參數(shù)設(shè)置，“在SEAS攻讀博士后的Ye Ding介紹到，他是該項(xiàng)研究的共同第一作者，”這種方式能夠優(yōu)化穿著髖部延展輔助設(shè)備的用戶的代謝性能。“
當(dāng)人們走路的時(shí)候，會(huì)不斷微調(diào)自己的身體來(lái)節(jié)約能量（即代謝消耗）。
”之前，如果說(shuō)有三個(gè)人使用輔助可穿戴設(shè)備，那么你需要設(shè)計(jì)三套不同的輔助方案，“在SEAS攻讀博士后的Myunghee
Kim解釋道，他也是該項(xiàng)研究的共同第一作者，“在過(guò)去，為每個(gè)使用者找到合適的控制參數(shù)是一件很困難的事情，必須一步一步地來(lái)，因?yàn)椴粌H每個(gè)人的行動(dòng)方式略有不同，進(jìn)行人工調(diào)整參數(shù)的實(shí)驗(yàn)也是一件復(fù)雜耗時(shí)的事情。”
該項(xiàng)研究由來(lái)自SEAS的副教授Conor Walsh和SEAS工程與計(jì)算機(jī)科學(xué)學(xué)院的助理教授Scott Kuindersma共同領(lǐng)導(dǎo)完成。他們開(kāi)發(fā)的這種算法可以切斷變化并快速找到能夠盡可能減少行動(dòng)消耗的最佳控制參數(shù)。
展開(kāi) 與鋼鐵俠不同，這次機(jī)器人化身為普通衣褲！
因此現(xiàn)階段看來(lái)，外骨骼機(jī)器人應(yīng)該會(huì)是當(dāng)前可穿戴機(jī)器人的主流產(chǎn)品，待發(fā)展得相對(duì)成熟和普及之后，企業(yè)有了進(jìn)一步研發(fā)的技術(shù)實(shí)力，市場(chǎng)有了對(duì)升級(jí)產(chǎn)品的需求和渴望，機(jī)器人服裝可能才會(huì)迎來(lái)屬于自己的發(fā)展時(shí)代。
文章鏈接：中國(guó)智能制造網(wǎng) https://www.gkzhan.com/news/detail/111381.html
【非標(biāo)圖紙】可折疊機(jī)器人Solidworks
自從Fab365設(shè)計(jì)了可折疊機(jī)器人以來(lái)，已經(jīng)有很多要求以可折疊的方式設(shè)計(jì)Wall-E。這是因?yàn)?Wall-E 針對(duì)可折疊設(shè)計(jì)進(jìn)行了優(yōu)化。然而，為可折疊優(yōu)化的形狀只是身體，而 Wall-E 的頭部/眼睛、手臂、輪子和軌道是一個(gè)需要考慮許多因素的具有挑戰(zhàn)性的形狀。
現(xiàn)在我們也積累了很多經(jīng)驗(yàn)，有了創(chuàng)造的能力，終于可以這樣設(shè)計(jì)了。
請(qǐng)盡情享受Fab365在過(guò)去3年積累的可折疊設(shè)計(jì)技巧與可折疊Wall-E。
以下是制作可折疊 Wall-E 時(shí)要記住的一些事項(xiàng)。
折疊機(jī)身時(shí)，請(qǐng)務(wù)必在折疊前檢查突起和孔的位置。
Wall-E機(jī)身上角貼附的部位貼膠面積較小，建議貼前仔細(xì)涂抹。
頸部必須先向上推，然后旋轉(zhuǎn)才能移動(dòng)。
手臂沿導(dǎo)軌移動(dòng)。在下導(dǎo)軌上，手臂向前時(shí)移動(dòng)良好，在上導(dǎo)軌上，抬起時(shí)沿導(dǎo)軌移動(dòng)良好。
為了使軌道運(yùn)轉(zhuǎn)良好，最好用縫紉機(jī)油潤(rùn)滑車(chē)輪。
如果軌道分離良好，則有助于增加流速。
二、方案截圖
展開(kāi) 微型膠囊機(jī)器人：可在體內(nèi)釋放藥物！
導(dǎo)讀
近期，韓國(guó)大邱慶北科學(xué)技術(shù)院-瑞士蘇黎世聯(lián)邦理工學(xué)院（DGIST-ETH）微型機(jī)器人研究中心領(lǐng)導(dǎo)的科研團(tuán)隊(duì)開(kāi)發(fā)出一種微型膠囊機(jī)器人，它可以封裝細(xì)胞和藥物，并將其釋放到人體的目標(biāo)部位。
背景
如今，在全球的健康保健市場(chǎng)和醫(yī)療設(shè)備中，創(chuàng)新技術(shù)的開(kāi)發(fā)一直都未停步且正處于加速中，特別是在高技術(shù)的微型醫(yī)療機(jī)器人領(lǐng)域。先帶大家回顧一下有關(guān)微型機(jī)器人的經(jīng)典案例：
1）瑞士洛桑聯(lián)邦理工學(xué)院和蘇黎世聯(lián)邦理工學(xué)院的科學(xué)家們受細(xì)菌運(yùn)動(dòng)方式啟發(fā)，設(shè)計(jì)出一種可重構(gòu)的微型機(jī)器人。在電磁場(chǎng)遠(yuǎn)程控制下，它能夠在人體內(nèi)運(yùn)動(dòng)并進(jìn)行給藥或者手術(shù)。
（圖片來(lái)源：Selman Sakar）
2）美國(guó)加州大學(xué)圣地亞哥分校的工程師們開(kāi)發(fā)出一種由超聲波供電的微型機(jī)器人，它可以在血液中游動(dòng)，去除有害的細(xì)菌以及它們產(chǎn)生的毒素。
（圖片來(lái)源：Esteban-Fernández de ávila/Science Robotics）
今天，讓我們重點(diǎn)關(guān)注一種能向身體特定部位釋放藥物或者細(xì)胞的微型機(jī)器人。目前，大部分用于釋放細(xì)胞和藥物的微型機(jī)器人，都會(huì)通過(guò)各種方式安裝在機(jī)器人的外表面上；它們會(huì)被制造成混合了細(xì)胞或藥物的生物可降解材料，隨著生物可降解材料的消除，這些細(xì)胞或藥物會(huì)被釋放出來(lái)；它們被開(kāi)發(fā)成用于釋放細(xì)胞和藥物的磁性顆粒。
然而此類(lèi)機(jī)器人的局限性在于：當(dāng)機(jī)器人在人體內(nèi)運(yùn)作時(shí)，細(xì)胞和藥物會(huì)受到外部環(huán)境影響而發(fā)生損失。
創(chuàng)新
為了突破這種局限性，近期韓國(guó)大邱慶北科學(xué)技術(shù)院-瑞士蘇黎世聯(lián)邦理工學(xué)院（DGIST-ETH）微型機(jī)器人研究中心主任 Hongsoo Choi 教授領(lǐng)導(dǎo)的科研團(tuán)隊(duì)開(kāi)發(fā)出一種微型膠囊機(jī)器人，它可以封裝細(xì)胞和藥物，并將其釋放到人體的目標(biāo)部位。不同于傳統(tǒng)方法，微型機(jī)器人并不是在外部安放細(xì)胞和藥物，而是它們的蓋子可以打開(kāi)或者關(guān)閉。
展開(kāi) 液態(tài)金屬可偽裝變色柔性機(jī)器人！
柔性機(jī)器人是一個(gè)新興領(lǐng)域，從機(jī)械學(xué)、物理學(xué)到生物學(xué)，都已獲得越來(lái)越廣泛的關(guān)注。然而具有剛性對(duì)應(yīng)物的傳統(tǒng)材料很難實(shí)現(xiàn)靈活地轉(zhuǎn)變?yōu)槎喾N形態(tài)。近日，中國(guó)科學(xué)院理化技術(shù)研究所研究報(bào)道了液態(tài)金屬表面在犧牲金屬或電場(chǎng)的刺激下可產(chǎn)生變色現(xiàn)象，使得液態(tài)金屬具備了類(lèi)似章魚(yú)等頭足綱動(dòng)物的柔軟、可變形變色的特點(diǎn)。該研究由理化所研究員饒偉和宋愷合作，成果發(fā)表于ACS Applied Materials & Interfaces 。論文第一作者為中國(guó)科學(xué)院大學(xué)未來(lái)技術(shù)學(xué)院液態(tài)金屬教研室直博研究生后儀和北京建筑大學(xué)聯(lián)合培養(yǎng)研究生常皓。
文章鏈接
https://pubs.acs.org/doi/10.1021/acsami.8b13815
研究表明，鎵基液態(tài)金屬的變色是由于其表面產(chǎn)生了百納米厚的三氧化二鎵介孔薄膜，其色彩來(lái)源有干涉和散射兩種形式（圖1）。當(dāng)放置在石墨基底上并與電解質(zhì)溶液中的鋁箔混合時(shí)，由于三氧化二鎵薄膜的瑞利散射和薄膜-金屬界面出現(xiàn)的微納米空腔，液態(tài)金屬表面上出現(xiàn)銀白色到金色最后到黑暗的顏色變化。
圖1 液態(tài)金屬結(jié)構(gòu)色及其變色原理
而在電場(chǎng)的調(diào)節(jié)下，薄膜的上下表面光滑，入射光發(fā)生薄膜干涉，使得液態(tài)金屬表面可以出現(xiàn)類(lèi)彩虹色的分布。此結(jié)果為開(kāi)發(fā)具有智能偽裝功能的柔性機(jī)器人的設(shè)計(jì)提供了重要思路（圖2）。相關(guān)工作得到國(guó)家自然科學(xué)青年基金及重點(diǎn)基金、北京市科委重大專(zhuān)項(xiàng)的大力支持。（來(lái)源：理化技術(shù)研究所）
圖2 液態(tài)金屬可偽裝變色的柔性機(jī)器人展示
展開(kāi) 劍橋開(kāi)發(fā)出一款可剝菜葉的機(jī)器人
據(jù)劍橋大學(xué)官網(wǎng)9月24日?qǐng)?bào)道，劍橋大學(xué)的研究人員開(kāi)發(fā)出了一款可以幫助菜農(nóng)剝掉生菜最外面爛葉子的機(jī)器人。
對(duì)于農(nóng)場(chǎng)工人來(lái)說(shuō)，對(duì)收獲后的農(nóng)作物（例如生菜）進(jìn)行分類(lèi)和去除外部葉子是一項(xiàng)雖然繁瑣但十分容易的任務(wù)，而對(duì)于機(jī)器人而言，從工程角度看，則是一項(xiàng)具有挑戰(zhàn)性的視覺(jué)和操作任務(wù)，迄今為止的機(jī)器人技術(shù)都難以掌握。
劍橋大學(xué)機(jī)器智能實(shí)驗(yàn)室的研究人員使用3D打印的圓形噴嘴，安裝在機(jī)器人手臂的末端作為真空抽吸點(diǎn)，這樣可以保證機(jī)器臂抓住葉子并完成撕裂動(dòng)作，而不會(huì)對(duì)產(chǎn)品造成額外損害。此外，研究人員還開(kāi)發(fā)了一套計(jì)算機(jī)視覺(jué)檢測(cè)定位算法，通過(guò)安裝的網(wǎng)絡(luò)攝像頭檢測(cè)來(lái)定位目標(biāo)，當(dāng)無(wú)法找到莖葉位置時(shí)，還能夠采取措施通過(guò)施加水平力并用附著在機(jī)器臂上的軟墊滾動(dòng)生菜來(lái)實(shí)現(xiàn)翻轉(zhuǎn)。
雖然目前完整剝完一顆生菜平均需要27秒，但如果等到技術(shù)成熟并大規(guī)模推廣，將有望通過(guò)開(kāi)發(fā)農(nóng)業(yè)自動(dòng)化機(jī)器人解決人工勞動(dòng)力的減少和成本問(wèn)題。研究人員表示，這種機(jī)器人還可以應(yīng)用于許多其他作物，例如花椰菜。
展開(kāi) 
美國(guó)打造星球探索機(jī)器人：可跳躍、走路、飛行
美國(guó)東北大學(xué)的研究人員建造了一個(gè)可以走路、跳躍并飛行的機(jī)器人。研究人員表示，類(lèi)似這樣的機(jī)器人有朝一日可以用于研究探索，包括在其他星球上進(jìn)行探索。
這個(gè)機(jī)器人的名字是“LEONARDO”(LEg ON Aerial Robotic DrOne)，他在跳躍之前用雙腿走動(dòng)，可以在短距離內(nèi)飛行，以克服其路徑上的障礙物。
該項(xiàng)目的首席研究員Alireza Ramezani解釋道。“我們的想法是，擁有一臺(tái)可以利用其腿部力量和推進(jìn)器行進(jìn)的機(jī)器，增強(qiáng)其跳躍能力。”
Leo高約2.5英尺(0.8米)，身體上有兩條細(xì)長(zhǎng)腿，使用“小雞步行機(jī)”(chicken walker)的姿勢(shì)前進(jìn)。為了使其在力量和輕盈方面取得良好的平衡，Leo主要由碳纖維制成，重量?jī)H為6磅(2.7千克)。此外，其身體兩側(cè)還有一對(duì)推力器，足以讓它飛翔。
不過(guò)，Leo不會(huì)像普通的老式無(wú)人機(jī)那樣在空中飛行，因?yàn)檫@不是他真正的目標(biāo)。相反，Leo的推進(jìn)器設(shè)計(jì)能幫助在跳躍后，給予它更多的空中時(shí)間，讓它跳過(guò)障礙物，并安全降落在另一側(cè)。
五年前，波士頓動(dòng)力公司推出令人毛骨悚然的ATLAS機(jī)器人，像醉漢一樣踉踉蹌蹌。現(xiàn)在，它們已能穿越樹(shù)林，化身為“跑酷”高手，甚至像專(zhuān)業(yè)運(yùn)動(dòng)員一樣進(jìn)行后空翻。Leo可以表現(xiàn)出類(lèi)似的穩(wěn)定性，如果它開(kāi)始向一個(gè)方向傾斜，就會(huì)在一側(cè)開(kāi)啟推進(jìn)器。
Leo不一定是第一個(gè)可以行走和飛行的機(jī)器人。幾年前，EPFL團(tuán)隊(duì)建造了一個(gè)類(lèi)似蝙蝠的機(jī)器人，可以在陸地上移動(dòng)。但該機(jī)器人主要被當(dāng)成一架可以爬行的無(wú)人機(jī)，行進(jìn)方式與Leo完全不同。
展開(kāi) 做工業(yè)生產(chǎn)的“裁縫”，焊接機(jī)器人市場(chǎng)前景可期
近年來(lái)，在全球自動(dòng)化趨勢(shì)引領(lǐng)下，我國(guó)“機(jī)器換人”風(fēng)潮愈演愈烈，機(jī)器人在工業(yè)制造業(yè)領(lǐng)域發(fā)展迅猛，自2014年以來(lái)，我國(guó)已成為全球最大的工業(yè)機(jī)器人應(yīng)用市場(chǎng)，且連續(xù)五年保持市場(chǎng)高速增長(zhǎng)。
而在由分揀、搬運(yùn)、切割、碼垛等眾多細(xì)分領(lǐng)域所組成的龐大工業(yè)機(jī)器人市場(chǎng)中，焊接機(jī)器人幾乎占據(jù)了總量的40%以上，作為工業(yè)生產(chǎn)中的重要加工手段，焊接機(jī)器人“工業(yè)裁縫”的身份正受到越來(lái)越多企業(yè)的認(rèn)可，其發(fā)展和應(yīng)用也正在迎來(lái)從量到質(zhì)的轉(zhuǎn)變。
國(guó)內(nèi)市場(chǎng)發(fā)展現(xiàn)狀
一直以來(lái)，由于我國(guó)起步較晚，焊接機(jī)器人在技術(shù)和市場(chǎng)發(fā)展上都不及歐美、日韓等國(guó)家，但在自動(dòng)化趨勢(shì)和提效增速需求下，國(guó)內(nèi)焊接機(jī)器人的發(fā)展也在有條不紊的進(jìn)行。
其中，在焊接方式上我國(guó)正在不斷從點(diǎn)焊向弧焊、激光焊等多種方式拓展；在技術(shù)研發(fā)上正在探索從人工、半自動(dòng)向全自動(dòng)發(fā)展的可能；在產(chǎn)品應(yīng)用上也在日漸從汽車(chē)、摩托車(chē)等領(lǐng)域向鐵路機(jī)車(chē)、能源工程等領(lǐng)域延伸......
目前在技術(shù)方面，近期“智博會(huì)”上出現(xiàn)的一臺(tái)重慶造六軸多關(guān)節(jié)弧焊機(jī)器人，基本代表了我國(guó)當(dāng)前焊接機(jī)器人的先進(jìn)水平，其堪比大國(guó)工匠的品質(zhì)，外加四大關(guān)鍵零部件全部自主研發(fā)，已經(jīng)在技術(shù)和質(zhì)量上實(shí)現(xiàn)了與國(guó)際的接軌。
而在市場(chǎng)方面，總體發(fā)展可以說(shuō)喜憂參半。
展開(kāi) 機(jī)器人快速充電系統(tǒng)可自動(dòng)為電動(dòng)汽車(chē)充電
導(dǎo)讀： 德國(guó)格拉茨技術(shù)大學(xué)（Technical University of Graz）的研究人員與行業(yè)合作伙伴合作，研發(fā)出一個(gè)由機(jī)器人控制的電動(dòng)汽車(chē)快速充電系統(tǒng)。該系統(tǒng)的特殊之處在于，可允許不同停車(chē)位置的車(chē)輛串聯(lián)充電。
據(jù)外媒報(bào)道，德國(guó)格拉茨技術(shù)大學(xué)（Technical University of Graz）的研究人員與行業(yè)合作伙伴合作，研發(fā)出一個(gè)由機(jī)器人控制的電動(dòng)汽車(chē)快速充電系統(tǒng)。該系統(tǒng)的特殊之處在于，可允許不同停車(chē)位置的車(chē)輛串聯(lián)充電。
由于采用了攝像系統(tǒng)，使用導(dǎo)電聯(lián)合充電系統(tǒng)（CCS）的機(jī)器人可以找到電動(dòng)車(chē)的充電插頭，然后幫助電動(dòng)車(chē)自動(dòng)充電。
負(fù)責(zé)格拉茨技術(shù)大學(xué)該項(xiàng)目的Bernhard Walzel解釋說(shuō)：“這是我們首次基于機(jī)器人建立的充電站，可自動(dòng)一輛接一輛地為汽車(chē)充電，而汽車(chē)無(wú)需特別調(diào)整以適應(yīng)此技術(shù)。憑借巧妙的攝像技術(shù)，機(jī)器人可以識(shí)別車(chē)輛的充電插座，因此，可以自動(dòng)設(shè)置不同的參數(shù)，而汽車(chē)就可以一個(gè)接一個(gè)地開(kāi)進(jìn)充電站充電。此外還可解決車(chē)輛定位問(wèn)題，即使汽車(chē)停錯(cuò)地方，該系統(tǒng)也能工作。”
根據(jù)格拉茨技術(shù)大學(xué)所說(shuō)，該充電系統(tǒng)是一個(gè)“由傳感器、機(jī)器人運(yùn)動(dòng)學(xué)和機(jī)器人控制元件組成的復(fù)雜機(jī)電系統(tǒng)。”此外，該系統(tǒng)還可在不同光線下工作，也就是說(shuō)戶內(nèi)和戶外都可工作。
該系統(tǒng)由多位合作伙伴一起研發(fā)，包括格拉茨技術(shù)大學(xué)研究團(tuán)隊(duì)與格拉茨技術(shù)大學(xué)計(jì)算機(jī)圖形和視覺(jué)研究所的同事，以及寶馬、麥格納斯泰爾（Magna Steyr）、奧地利林茨的自動(dòng)化專(zhuān)家科堡（KEBA）以及位于維也納的奧地利汽車(chē)工程師學(xué)會(huì)（OVK）等。
研發(fā)自動(dòng)充電系統(tǒng)的概念并不新鮮，去年，大眾和庫(kù)卡就合作開(kāi)展了一個(gè)類(lèi)似的項(xiàng)目，此項(xiàng)目還專(zhuān)注于充電過(guò)程的自動(dòng)化。上述兩個(gè)項(xiàng)目中都使用了機(jī)器人，以解決靈活充電的要求。
作者：余秋云
展開(kāi) 耐特研發(fā)國(guó)產(chǎn)可兼容西門(mén)子PLC在巷道機(jī)器人中的運(yùn)用
若該位置沒(méi)有貨物，機(jī)器人執(zhí)行放貨物動(dòng)作。若該位置有貨物，ST200 PLC按照順序判斷下一個(gè)點(diǎn)位是否有貨物。
手動(dòng)模式：可由操作人員在HMI界面觀察在位置的傳感器信號(hào)和在籍，再來(lái)人為判斷是否命令機(jī)器人將貨物搬運(yùn)到該位置。
巷道機(jī)器人動(dòng)作原理：
巷道機(jī)器人動(dòng)作主要由三個(gè)伺服電機(jī)組成。所以，需要人工先確定三個(gè)伺服點(diǎn)位。第一個(gè)點(diǎn)是貨物儲(chǔ)存區(qū)位置的X軸，也就是儲(chǔ)存區(qū)的地點(diǎn)位置。第2點(diǎn)是儲(chǔ)存區(qū)位置的Y軸，也就是貨柜的高度。第3點(diǎn)是儲(chǔ)存區(qū)位置的Z軸，也就是貨物擺放的位置。
當(dāng)ST-200內(nèi)的程序判定該位置沒(méi)有貨物時(shí)，先驅(qū)動(dòng)X軸的伺服電機(jī)運(yùn)動(dòng)到儲(chǔ)存區(qū)位置。到達(dá)儲(chǔ)存區(qū)位置后.驅(qū)動(dòng)Y軸伺服電機(jī),當(dāng)伺服電機(jī)到達(dá)貨物柜高度時(shí).開(kāi)始驅(qū)動(dòng)Z軸,當(dāng)Z軸運(yùn)動(dòng)到貨物擺放位置.夾具打開(kāi),放下貨物.然后從原動(dòng)作一步步返回.
每個(gè)伺服電機(jī)都可在HIM設(shè)置速度，然后HIM寫(xiě)入到ST200.可根據(jù)客戶需求調(diào)整。
四、警報(bào)系統(tǒng)和權(quán)限系統(tǒng)
警報(bào)系統(tǒng)：
當(dāng)有人誤入巷道內(nèi)，便會(huì)被傳感器檢測(cè)到，機(jī)器人立刻通過(guò)蜂鳴器、指示燈、人機(jī)界面進(jìn)行報(bào)警，且自動(dòng)關(guān)閉機(jī)器人所有的動(dòng)作。大大提高人員安全。
當(dāng)機(jī)器人某一設(shè)備發(fā)生故障，機(jī)器人關(guān)閉所有的動(dòng)作并發(fā)出警報(bào)，防止機(jī)器人零件損壞。
當(dāng)貨物位置的傳感器和在籍不一致，機(jī)器人便不會(huì)向該位置動(dòng)作并發(fā)出警報(bào)，待人員現(xiàn)場(chǎng)判定后，機(jī)器人再進(jìn)行動(dòng)作。大大防止傳感器偶爾不靈敏。
權(quán)限系統(tǒng)：
通過(guò)程序?qū)ぬ?hào)密碼進(jìn)行權(quán)限登入，高級(jí)權(quán)限可對(duì)機(jī)器人點(diǎn)位、速度等參數(shù)進(jìn)行更改，低級(jí)權(quán)限只可發(fā)出動(dòng)作指令。沒(méi)有權(quán)限不能發(fā)出任何指令控制。大大降低了誤操和參數(shù)被失誤改。
五、控制系統(tǒng)的硬件配置
PLC硬件配置采用CPU224XP,外加16輸入擴(kuò)展模塊各三臺(tái)。設(shè)置了光纖傳感器傳感器，重要部分采用雙套不同型號(hào)傳感器，作為PLC的輸入信號(hào)。
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