只需两个马达 自组装机器人可变身汽车人

迈克尔·贝执导的关于未来的电影中,汽车人半个前空翻就变形为直立机器战士。不过,就目前而言,这有点小儿科了。我们来看看自组装机器人的真容:一堆小磁立方体自如地在桌面上移动。这可比听上去酷多啦。M-Blocks是MIT最近研发的新一代自组装机器人。每个机器人的立方面对角线长约一英寸半,内部装有飞轮,外部则是一组磁铁。通过将飞轮速度设为高达每分钟20000转,这个独立的小东西可以在桌上疾走,并在空中翻转。一旦它们走近其他机器人,精巧的自对准磁铁系统便将它们与搭档结合到一起。看到一个小机器人爬到另一个头上并无什么稀奇,但是看到那么多机器人同时行动,不同部分各自独立行动着快速组合成一个更大的完全不同的整体,你可以隐隐约约看到它们向擎天柱发展的迹象。

致力于该项目的研究员Kyle Gilpin、John Romanishin和机器人技术教授Daniela Rus指出,该机器人设计的各方面都有先例,但M-Blocks将它们融合在一起的方式却是前所未有的。Gilpin指出,有些机器人利用磁铁结合在一起,还有一些机器人利用飞轮实现行动,但是没有一种机器人能利用这些设备实现自动重新装配。另外,目前的自组装机器人设计比以往的尝试都优雅——之前的机器人往往有很多笨拙的外部组件。Gilpin说,“总而言之,我们的系统独一无二,因为一切都超简洁。视频中的机器人模块只有两个马达——一个用于旋转飞轮,另一个用于驱动制动机制。同样地,机器人结合机制是完全被动的。磁铁能够自对准,可以非常自然地将邻近的M-Blocks结合在一起。”

磁铁结合系统值得细说。每个机器人立方体面都有四块磁铁,以确保两个机器人模块碰面时时能牢固结合。每个立方体边缘还有另外两块圆柱形磁铁,当机器人相互靠近时能够遵照磁铁南北极而自由旋转。边缘也有斜面,因此当机器人碰面时,边缘磁铁之间仍有空隙;当一个机器人开始翻转到相邻机器人身上时,边缘磁铁直接接触,从而形成牢固的锚以支撑翻转。这种被动连接系统之美在于其完全发生在机器人模块外部,不需要电力或马达控制。

研发团队目前正致力于使机器人具有更多自主性。Gilpin说,“结果,很难精确控制飞轮速度和精确制动。”如果你觉得控制玩具飞机很难,试试用左摇右晃的磁铁立方体机器人实现着陆。最新一代机器人拥有自动化运动的计算能力,研发团队目前正忙于开发相应的驱动程序。

不过,他们也尝试向实际应用努力,这将需要配置更多机器人模块。一些或将配置单个、动力更足的飞轮,使更多机器人同时行动,从而将它们与相近机器人聚合成一体。研究员们也正在考虑被动的、不动型电池块为相邻机器人充电,从而使得整体系统能够走的更远,攻克更具挑战的障碍物。Gilpin说,由于其自身没有马达,它们可能被其他机器人根据需要抛来抛去。

不过,以上仅仅是开始。研发团队设想给M-Blocks配备照相机或可由其他机器人运载的爪型夹持模块,并为完成其他工作做好准备。Romanishin在MIT的一份报告中指出,“我们期待有成千上万的这种机器人,随意地散布在地板上,它们能够识别彼此,相互结合,根据需求自动变形为椅子、梯子或者桌子。”当那一天到来时,你不由得不问:组个变形金刚需要多少张桌子?

原文发布于微信公众号 - 机器人网(robot_globalsources)

原文发表时间:2014-06-03

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