不用电路控制的机器人！加州大学新成果 能用意想不到的方式弹钢琴

　　“脑壳”里只有氛围，就可以弹奏出8末节的乐章。

　　这个软体机械手弹钢琴，中心竟然端赖氛围驱动。

　　近来，加州大学河干分校的学者们开辟出了一个气动随机存取存储器 （RAM），并成功用它利用软体机器人演奏了一首曲子。

　　用气流阀庖代电子晶体管，用气动逻辑庖代计算机逻辑，研究人员胜利让这个机器人摆脱了传统电机元件的控制系统。

　　毗邻其“手”、“脑”的还不再是电线，变成了透明的气流管道。

　　它们一端连接着气动RAM，另一端连接着机器人的手指。

　　经由过程改动管道内的气压，就可以掌握机器人手指按下琴键。

　　由单个音符、和弦到吹奏一整首曲子，这个机器人都能分分钟拿下。

　　而这都还只是气动RAM小试牛刀而已。

　　据研究人员先容，一个10位的气动RAM，就可以实现900个自力执行器能完成的义务。

　　这有用办理了现阶段良多气动机器人照旧利用电机构造的窘境。

　　并且它的体积更小、重量更轻，可以大幅低落气动软体机器人的本钱、尺寸和功率需求。

　　要知道，充气软体机器人的运用远景是十分广漠的。

　　因为其柔软性、安全性更高，正在施行精致义务上比传统刚性机器人具有更大上风。

　　例如人畜无害的明白(●—●)，便是一个极度典范的充气机器人。

　　这无疑打破了软体机械人在运用场景上的很多局限性，现在该研讨已在开放性期刊《PLOS One》上宣布。

　　气动RAM操控更多通路

　　想要用气体让机器人弹奏出音乐，重要依托两个局部：气动RAM和单片隔膜阀。

　　气动RAM其实是一个用微流控阀取代晶体管的随机存取存储器。

　　可以实现影象、保持机器人执行器状况，主要靠的便是这个微流控阀，

　　它最初是被用正在微流控芯片上节制液体活动，这一些阀门可以正在气流供给断开时，仍然连结压力差存正在。

　　并且这一些阀门还能够构成庞杂的麋集阵列，来施行许多初级操纵。

　　比方正在这个弹钢琴的软体机器人身上，研究人员造作了一个八位的非易失性RAM。

　　取传统电路中单个通路掌握单个执行器分歧，运用气动RAM可以用n个通路掌握2的n-1次方个执行器。

　　也就是说，一样4个通路的情况下，气动RAM能够掌握8个机器手指的独立性操纵。

　　那末机器手指是若何蜿蜒并敲下琴键的呢？

　　这时候就要气流退场了。

　　气动RAM所操纵的单个通路上，都有一个隔膜阀。

　　它主要由输入通道、输出通道和操纵通道构成，中心有一个可挪动的硅膜。

　　根据改动操纵通道中的气压，让硅膜挪动，进而操纵气阀中气流的活动。

　　当掌握通道为真空状况时，硅膜就会被拉入掌握通道，与此同时输入-输出通道翻开，气流经由过程。这就默示为旌旗灯号“1”，机器手指此时会蜿蜒。

　　当操纵通道中有气压时，硅膜堵逝世全部通道，此时暗示旌旗灯号“0”，手指则为伸展状况。

　　考虑传统单片隔膜阀的气流速度没有够高，大型或挪动速度快的机器人没法运用，研究人员还对此进行了改善。

　　他们使用了多个规格不异的输入、输出通道，一方面消除发生不测通路的大概，另一方面增加了气流经由过程速度。

　　根据转变分歧通道内的气压，研究人员能够机械人在钢琴上演奏出音符、和弦，乃至是一整首歌曲。

　　值得一提的是，这个机器人的整套体系中，只有抽取真空的泵是用了电池的，其他部门没有任何电机硬件，安全性很高。

　　并且一个10位的气动RAM就可以包括2046个通路，每一个阀门的面积仅为7平方毫米，这使得一个10位的气动RAM大部分类似只有一个智能手机屏幕那么大。

　　因为其平安、轻巧的特征，未来可适用于低龄残障儿童的可穿着设备上。

　　One More Thing

　　值得一提的是，本年2月加州大学圣地亚哥分校的研究人员们还研发出了一款无电子元件、由气体驱动的软体机器人，并登上《Science Robotics》的封面。

　　这个机器人的每条腿都由3条可伸缩的充气橡皮管制作而成，四条腿呈X形相连，根据充气或漏气的设计就可以走起路来。

　　取电机组件构成的机器人比起来，轻巧很多。

　　它的焦点其是一种由软阀设计的环形振荡器。

　　而本年6月，一个充气发掘机器人还登上《Science Robotics》封面。

　　看来，气体软体机器人真的是一个热点研讨范畴啊！

　　说不定，有朝一日我们真的能看到实际版的“明白”呢~