本文转自微信公众号“器械之家”,作者:器械之家。来源:类生命系统、机器人大讲堂在科幻电影中,失去双手的人可以“长出”机械手而重获新生。在现实生活中,越来越多“赛博朋克”化的仿生手臂逐渐出现在大众面前,炫酷的外观、流畅的动作,不仅能帮助伤残人士重获劳动和生活的能力,还能增强人的身体机能。你是否好奇,这些仿生手臂是如何实现抓握、操纵等任务的?这其实涉及到一项重要技术——驱动。最近,北京理工大学和日本电气通讯大学的研究人员在类生命系统(Cyborg and Bionic Systems)期刊上发表了一篇综述,回顾了多种商用和实验室中类人仿生手臂的驱动方法,并讨论每个驱动方法的优缺点,以及如何选择合适的驱动方法来发挥其优势,以便未来研究人员开发更先进的仿生手臂。01为什么驱动方法的选择如此重要?人的双手是最精妙的器官之一,有大量的骨骼和关节,许多关节独立移动,从而让双手可以灵活使用和创造各种工具。因此,要设计仿生手,需要考虑许多设计要求,以模仿人手的功能,包括手指的数量、大小、重量、自由度(DOF)、抓握力和指尖力等。仿生手的这些性能取决于三个主要要素:驱动、传感器和控制系统,其中驱动方式奠定了一切的基础,不同的驱动方式会对仿生手的一系列性能产生影响,例如齿轮、连杆、流体等,这些不同的驱动方式在重量、尺寸、驱动距离、刚度、驱动精度、驱动精度和驱动效率等方面都有不同,其中可达到的驱动比也有很大差异。因此,根据设计要求选择和组合合适的驱动方式非常重要,必要时还要考虑将多种驱动方法组合起来使用,从而弥补单一驱动的局限性,但由多种驱动方式组成的混合驱动系统比由单一驱动方式组成的单一驱动系统更难实现。02驱动方法有哪些?该如何选择?驱动包括执行器和驱动系统,其中执行器提供运动和功率输出,而驱动系统将运动和功率传输到所需的位置。执行器一般分为电子、气动和液压执行器,其中电子执行器分为直流、交流
本文转自微信公众号“生物世界”,作者:生物世界。撰文 | 王聪编辑 | 王多鱼排版 | 水成文生命要想延续下去,就必须繁衍。数十亿年来,生物体已经进化出多种自我复制和繁衍的方式,从病毒自我复制到植物的发芽,再到动物的有性生殖。2020年,HBO上线了一部名为《异星灾变》的电视剧,剧中一个机器人孕育并生下了孩子,惊呆了观众。而现在,一项最新研究显示,“机器人生孩子”并非天方夜谭。科学家们发现了一种新的生物繁殖形式,并创造了自我复制的活体机器人。2021年3月31日,塔夫茨大学艾伦探索中心主任Michael Levin教授团队在 Science子刊 Science Robotics期刊发表了题为:A cellular platform for the development of synthetic living machines 的研究论文。在这项研究中,研究团队利用非洲爪蟾(Xenopus laevis)的细胞,创造了小型合成生命机器(Synthetics Living Machines),并将其命名为Xenobots。它们可以由单个细胞自组装而来,无需肌肉细胞即可在不同环境中快速移动,推动有效载荷,它们还可以记住自己的经历,在受损时可以自愈,并表现出群体行为。2021年11月29日,该研究团队在《美国科学院院刊》(PNAS)发表了题为:Kinematic self-replication in reconfigurable organisms的研究论文。研究团队在之前创造的小型合成生命机器(Synthetics Living Machines)的从基础上更进一步,创造出了有史以来第一批能够自我复制的活体机器人。Xenobots的诞生研究团队从非洲爪蟾胚胎中提取干细胞,使它们自组装并长成球形,几天后其中的