迪士尼制造「充氣」機(jī)械臂 指頭由 3D 打印出來(lái)
現(xiàn)實(shí)和科幻的距離,有時(shí)候的確很近。
提起迪士尼打造的電影《超能陸戰(zhàn)隊(duì)》,你可能記不清楚,但說(shuō)到電影中名叫“大白(Baymax)”的角色,你一定會(huì)想到那個(gè)軟萌體貼的機(jī)器人,它不但善解人意,還能幫人治療疾病,是很多人心目中的家庭機(jī)器人理想伙伴。但你有沒(méi)有想過(guò),有一天它真的會(huì)被制造出來(lái)?
最近,來(lái)自迪士尼研究所的科學(xué)家們?cè)趯?shí)驗(yàn)室里制作出了這樣一個(gè)機(jī)械手臂,它不但有柔軟的手,可以靈巧地抓起物體,還擁有像動(dòng)畫(huà)中大白那樣的柔軟身體,拋棄了過(guò)去我們認(rèn)為的機(jī)器人的冰冷陌生感,我們不妨一起看看這個(gè)特別的機(jī)器人手臂。
按照官方說(shuō)法,這個(gè)機(jī)械臂其實(shí)是由手掌+關(guān)節(jié)兩部分組合而成。一般而言,這種組合的機(jī)械臂都是金屬裸露在外,但迪士尼這一次做了一些新變化。
你會(huì)看到它的關(guān)節(jié)部分已經(jīng)被白色纖維材料包裹起來(lái),像充氣枕頭那樣被包裹起來(lái),當(dāng)你嘗試去按壓或者抱住這個(gè)充氣的手臂時(shí),它會(huì)對(duì)應(yīng)產(chǎn)生形變,但隨后會(huì)立即充氣恢復(fù)原狀,和電影中的大白機(jī)器人如出一轍。
看起來(lái)很神奇,怎么做到的呢?奧秘在內(nèi)部機(jī)械關(guān)節(jié)的連接處,通過(guò)帶有壓力傳感器的特殊充氣關(guān)節(jié)的感應(yīng),當(dāng)你在抱緊它時(shí)傳感器會(huì)感受到氣體壓力變化,并及時(shí)做出回應(yīng),也就是立即進(jìn)行氣體填充,因此能讓你看到一個(gè)隨時(shí)可以恢復(fù)原狀的機(jī)械手臂。
這樣做的最大好處是,在機(jī)械臂和人之間有了一種很好的緩沖保護(hù)的方法,不至于讓機(jī)械手臂過(guò)于生硬,同時(shí)也能給人一種更加溫暖柔軟的安全感,這也是從兒童需要擁抱帶來(lái)安全感的現(xiàn)象中得出的結(jié)論。
同時(shí),這樣的設(shè)計(jì)也避免了“恐怖谷效應(yīng)”,大白的手臂造型和設(shè)計(jì)不至于讓機(jī)器人和人類(lèi)在外表、動(dòng)作上太過(guò)相似,從而不至于讓人產(chǎn)生心理上的恐懼感,這種由特殊材料和柔軟質(zhì)感帶來(lái)的感受甚至能提升人對(duì)機(jī)器人的好感度。
有趣的地方不只是這里,為了能夠在柔軟的纖維材料上顯示更多信息,研究者們通過(guò)內(nèi)置的投影儀進(jìn)行信息投射,從而營(yíng)造出一種讓信息浮于手臂表面的特別技能,熟悉大白的你也許還記得,在動(dòng)畫(huà)中,大白身上也有這樣的信息顯示方式。
除了關(guān)節(jié)部分,這一次的手指部分也進(jìn)行了一些改變,你可以在視頻中看到,手指全都用橡膠包裹起來(lái),看起來(lái)就像胖子的手,這只有 4 個(gè)指頭手其實(shí)是通過(guò) 3D 打印打造出來(lái)的,雖然指頭粗胖,但卻能靈敏的抓取物體,感知其中的力量。
如果你仔細(xì)觀察,其實(shí)手指運(yùn)動(dòng)方式是循序漸進(jìn),當(dāng)手掌在握住物體后,會(huì)先用一只指頭進(jìn)行接觸性試探,然后其它手指接著重新對(duì)握持力度進(jìn)行評(píng)估,由此掌握到最合適的壓力范圍,也因此,這個(gè)機(jī)器手臂能夠輕輕抓住一個(gè)非常柔軟的物體,而伴隨算法調(diào)整,以后抓起生雞蛋之類(lèi)的物品也是非常有可能的。
談到設(shè)計(jì)這個(gè)機(jī)器手臂的意義,迪士尼的科學(xué)家在論文中談道:“我們的目標(biāo),是構(gòu)建一個(gè)機(jī)器手臂系統(tǒng),它可以和人類(lèi)進(jìn)行身體互動(dòng),也可以輕輕操縱物體。”這其實(shí)并不是一個(gè)簡(jiǎn)單的目標(biāo),距離完美的大白機(jī)器人可能還有些距離,但從動(dòng)畫(huà)中一步步走出來(lái)的現(xiàn)實(shí)讓我們對(duì)于這樣的具有獨(dú)特觸感的機(jī)器人充滿期待,它從另一方面說(shuō)明,至少我們?cè)诳苹脛?dòng)畫(huà)作品中看到的東西并非完全虛構(gòu)。