靠氣體驅動：這款 3D 列印軟體四足機器人可征服各種地形

導語：軟體機器人是業內一大熱點產品，但它造起來並沒有想像中容易。不過，Michael Tolley 和他的實驗室就用 3D 印表機造出了氣動四足機器人。

本文作者：大壯旅

在幾年前的智能機器人與系統國際會議上（IROS），哈佛研究生 Michael Tolley 向我們介紹了一款依靠爆炸力進行彈跳的機器人。這款粉紅色的柔軟機器人有三條可以左右搖擺並負責定位的腿，不過這傢伙的長相實在是太對不起觀眾了。現在，Tolley 在加州大學聖地亞哥分校已經有了自己的機器人實驗室，該實驗室的主要工作就是找到有效的製造軟體機器人的方法。在最新的論文中（下周發表在 ICRA），Tolley 展示了可以行走的四足軟體機器人。

軟體機器人（搭載有致動器）潛力巨大，它們廉價、靈活，且易於配置。不過以現在的技術水平來看，軟體機器人可不好造，因為你必須手工完成一系列複雜的操作。Dylan Drotman 與 Tolley 實驗室的學生一起完成了軟體機器人的腿部設計，利用 3D 印表機，你可以一次性完成腿部的列印。事實上，你甚至可以輕易的將整個四足機器人列印出來。

當然，也不是所有 3D 印表機都能滿足要求，你需要一台能列印軟硬混合材料的機器。只有這樣，最終的產品才能擁有可調節的柔韌性。在這裡，研究人員用到了 Stratasys 公司的 Objet350 Connex3 印表機，不過這台設備可不是一般人能買得起的。

軟體機器人的每條腿都由 3 條可伸縮的充氣橡皮管製造而成，充氣橡皮管與地面接觸的區域呈三角形。在操作時，只需對一條腿上的兩個橡皮管充氣，這條腿就會朝沒充氣的那根管子方向彎折，這樣你就有了四條兩軸可控的柔軟腿部。

這四條腿呈 X 造型連接在一起，通過充氣或漏氣，軟體機器人就能走起路來（與爬行可完全不同）。軟體機器人可以抬起腿，移動它並完成前進動作。

藉助其柔軟的特性，研究人員可以成功完成不同步態的測試，並對機器人在不同路況下（岩石、砂紙或洞穴）的動作進行優化。

同時，這款軟軟的小傢伙還能背著 0.62 千克的負荷成功站立起來，如果它一開始就處在站立狀態，還能扛更重的擔子。

載荷對軟體機器人相當重要，它不但可以背上感測器等有用的小設備，還能通過一些改裝來實現新的功能。眼下，市場上的氣動機器人幾乎都要背上多個致動器，同時維持其運動的壓縮空氣、電池和電子設備也不能少。

當然，解決這些挑戰並非該研究的主要目的，不過筆者想知道，如果要將這款機器人推向市場，研究人員還需要做出哪些努力。

關於軟體機器人的用途則很容易猜測，研究人員是想造出一台完美的四足動物，它們能在人類不能進入的環境完成監測並讀取相關感測器數據。

ICRA 全稱為「IEEE International Conference on Robotics and Automation」（機器人與自動化會議），是機器人技術領域最有影響力的國際學術會議之一。ICRA 2017 於 5 月 29 日至 6 月 4 日在新加坡濱海灣金沙會展中心舉行，雷鋒網A從新加坡帶來一線報道。該會議舉辦期間，雷鋒網(公眾號：雷鋒網)將圍繞會議議程及獲獎論文展開系列專題報道，敬請期待。

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