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前沿技術行業潮流 盤點2016機器人研究領域新突破
當一個市場是以技術驅動的時候，來自前沿的技術研究對于市場的影響是至關重要的。在過去的一年中，我們看到了世界上個完全軟體自驅動機器人誕生，也看到了會走路的Altas再次突破自己學會走“梅花樁”，這些技術的突破必將在業界產生影響。
仿生機器人
韓研究團隊打造強大人造神經，讓超級計算機模仿人
這是一種微型部件，其能模仿人腦神經元之間的連接方式，功能優于之前所有人造大腦設備。這些新的人造神經是一種晶體管，或是電子開關。在開和關的過程中，它們可以模仿神經元學習的方式。
研究者在一個直徑為10厘米的晶體上組裝了144個神經元晶體管，這些晶體管中裝有直徑為200到300納米的金屬絲。其實，人類頭發的平均直徑為10萬納米，因此這些晶體管和神經元的細小程度可想而知，其消耗的能量也是非常之少。
該項目由韓國浦項工科大學打造，項目負責人、材料科學家Tae-Woo Lee表示：”這種新的研究將能夠未來，打造更好的機器人、自動駕駛汽車、數據挖掘、醫療診斷、股票分析，以及其他的智能人機交互系統和機器。“
距人造人更近一步，哈佛科學家用活體細胞造了一個機器人
一個來自哈佛大學的科研團隊憑借機器人工程和基因生物學的知識，利用一些豐胸用的硅膠、一小撮黃金和20萬個經基因改造過的小鼠心肌細胞，制造出了一條人造的黃貂魚，令人驚訝的是，小魚還能不借助外力，自發地在營養液里向著光源游動。
科學家們的具體做法是：用一小塊硅膠注成黃貂魚的外形，然后利用機器人形態學的技術把少量的黃金注入硅膠里形成黃貂魚的骨骼支撐，然后在“骨骼”之上再鋪一層硅膠，這是為了防止小鼠心肌細胞直接接觸金屬造成細胞死亡，后將活體細胞鋪在黃金骨骼之上，就構成了一個會動的人造黃貂魚。
其中，心肌細胞是依靠基因生物學的技術，切掉原始基因鏈中不需要的基因片段，嫁接上需要的，然后重新培養而成。其中科學家植入的新基因片段是一段趨光性的基因，因此該心肌細胞除了具備心臟肌肉那樣的伸縮特性，還具有趨光性。這也是為什么該人造黃貂魚不但能夠自己游動，還能趨光的原因。
目前，由于活體的心肌細胞不具備免疫系統，因此這條人造的黃貂魚還不能在營養液之外的環境中生存。但是，哈佛的科學家表示，或許可以將這條小魚作為一個起點，憑借機器人工程學和基因生物學技術的結合，未來或許能創造更大的奇跡。
日本科學家造出一個“活的”機器人，可對外界刺激自發響應
按照傳統的思路，機器人是按照科學家預先寫好的一段代碼運行，電機受代碼控制，代碼怎么寫，機器人就怎么動，這被認為是機器人和人類的大區別之一。不過，隨著人工智能技術的不斷發展，背靠著大數據和深度學習，現在更類似于人類的機器人也屢見不鮮，比如AlphaGo就是一個例子。現在，一群來自日本東京和大阪的科學家在這個方向上又向前邁了一大步。
7月份日本國立科學博物館展出了一個新的機器人，它名叫Alter。與博物館其他機器人大的不同在于，Alter不但擁有一張擬人的臉，也有一顆擬人的心。
Alter目前并非一款擁有完整雙足的人形機器人，它只有上半身，并且除了面部和小臂有仿生材料包裹之外，其他部分都是裸露的機械結構。它重要也是與眾不同的地方在于一顆內置的CPG(Central Pattern Generator，中樞模式發生器)，CPG基于Izhikevich神經網絡技術，可以并行提取分布在Alter身體各處的多種傳感器數據，然后針對各路數據進行綜合分析，通過體內42個氣動裝置，驅動Alter自發地做出各種擬人的動作，即所謂“自發意識”，而不是像傳統機器人那樣按照既定的代碼一步一步運行。
目前，Alter能夠檢測到周邊的物體移動、溫度、濕度和聲波強度等多種不同維度的信息，從而做出不同響應。比如，當檢測到周圍有多個人向自己靠近時，Alter會自發地開始顫抖。除此之外，Alter還能根據手指的動作唱歌(目前為止只是簡單的正弦波變化)，能跟普通人輕松交談10分鐘以上。
MIT成功研制人造肌肉纖維，仿生機器人已在地平線
很多年里，研究人員一直在嘗試創造出一種耐用、低成本的人造合成肌肉，但始終沒有成功。至今制造出的樣品要么太昂貴，無法量產(比如碳納米管)；要么太脆弱，能耗又太高，以至于沒有多大實用價值。但就在近日， MIT 的一支研究團隊用尼龍纖維制造出了一種十分理想的、能滿足所有實用性要求的人造肌肉。
傳統的方法里，讓尼龍彎曲需要用到滑輪裝置。這增加了系統的重量、復雜度和成本——它們恰恰是是量產新技術需要減少的三個東西。
MIT 團隊找到了一種很巧妙的方法繞過這個難題。該團隊使用的是普通的尼龍絲。他們先對它壓縮處理，把圓形的橫截面改為矩形。接著，他們只對纖維的一側進行加熱。這樣一來，加熱這一側比未加熱一側收縮得更快，強迫尼龍纖維向受熱一側彎曲。而加熱源可以是任何東西，包括電阻發熱，化學反應發熱和激光發熱。這些尼龍纖維出乎意料的非常結實耐用，可以經受 10 萬個使用周期，并且可以在一秒內收縮 17 次。
材料
有了這種皮膚，機器人能更好地表達“情緒”
康奈爾大學的研究人員研究出了一種特殊的“皮膚”，這是一種可發光的材料，柔軟性極強，可以拉伸至六倍以上并且保持發光。這種“皮膚”由兩層透明的導電水凝膠構成，兩層水凝膠之間是一排電容器，它們在通電時會發光。
這種靈感來源于章魚，它們能根據環境很快速地改變自己的皮膚顏色從而達到偽裝。研究報告作者、康奈爾大學機械與航空航天工程學助理教授Rob Shepherd認為這種“皮膚”將有兩種應用方向，一種是應用在機器人上，打造出能變色和顯示信息的軟體機器人；一種是能變形的顯示器。
有了這種“皮膚”，機器人不僅擁有柔軟的肢體，而且還能有自己的“情緒”表達，通過不同的顏色，機器人能展示自己的感受，從而與人類更好地溝通。
用這種液態金屬，可以造出現實版終結者
澳大利亞墨爾本市RMIT大學的研究團隊從無毒金屬鎵合金提煉了出一種特殊的導電材料，它可以自動變形，該高校的研究人員正嘗試使用這種導電的液態金屬制造電子元件。
金屬鎵在室溫條件下就會呈現液態，如果它與銦和錫等金屬混合加入到水中，并改變PH值，這種混合材料就可以神奇的實現自由移動。
該項目的負責人庫羅什·卡蘭塔爾-扎德赫(Kourosh Kalantar-zadeh)表示：“利用這些發現，我們可以制造自主操作的移動物體、開關或水泵，由周圍流體組合驅動自我組裝的液態金屬。”
目前的電子設備都是基于固態元件的電路，采用這種材料的電子元件就完全可以顛覆傳統的電子設備，根據需要移動和重新配置。
當然不僅這些應用場景，通過類似的原理，未來還可以將其打造出3D液態金屬機器人，就像T-1000式液態“終結者”一樣。
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