Science Robotics揭示未来机器人领域的走向

如果评选机器人领域最高端的学术杂志，那应该非《Science Robotics》莫属了。作为顶级期刊Science的子刊，一经问世便受到机器人界各位学术大牛的青睐，令人咋舌的前沿科技层出不穷。最近，《Science Robotics》发表了一篇文章，评选出十大激动人心的机器人技术，这些技术有些已经应用于商业领域，有些仅仅是实验室的雏形，但无论如何《Science Robotics》似乎揭示了未来10年甚至更远机器人领域的走向。

Top 1 ：波士顿动力Atlas  

最近几年，赚足了口碑和流量的Atlas显然应该高居榜首。身高1.5米，体重75公斤的Atlas从后空翻、慢跑再到最近的跑酷，一路绝尘而去，放眼全球，已经无人敢与之争锋了！

Atlas作为仿人机器人的典范，无论从平衡控制还是驱动方面都有很大的优势。但现阶段Atlas最大的困劲，除去技术上的不断进步使其更趋于仿人，想必还有就是现阶段其商业化进程的迷茫性了。

不过，人形机器人走入千家万户，是大多数人的期待，想必终有一天，如Atlas一般的人形机器人会在商业领域大显身手。

Top 2 ：Intuitive Surgical的达芬奇SP平台  

达芬奇手术机器人与波士顿动力在赚钱方面可以说是形成了鲜明对比。直觉外科是目前为止最赚钱的机器人公司之一。有数据显示，直觉外科从上市到今天，垄断市场二十年，行业第一的地位一直未被撼动过，至今仍保持着高达70%的毛利率、30%的净利率，总市值接近600亿。其凭借“达芬奇机器人”在2017年营收就达到了31亿美元。

达芬奇SP平台即Single Port单孔，使用单个2.5厘米插管，深达24厘米，并在远端尖端对器械进行三角测量。该系统为外科医生提供机器人辅助技术，旨在深入和狭窄地进入体内组织。通过单个小切口进入体内的能力有助于外科医生执行更复杂的手术。

Top 3：可以生长的软体机器人  

设想一下，机器人如果可以和藤蔓一样自己生长，还能够通过一些条件控制它的生长方向是怎样的场景？美国斯坦福大学就利用非常巧妙的装置与材料，设计了一款可以自己生长的软体机器人--KISS。

KISS是一个管状充气塑料，通过尖端增长进行导航，并且可以控制机器人的增长方向。它移动速度能够快到每小时35公里，能够撑起100公斤重物。能够通过狭窄、尖锐的环境，甚至还能完成相应的灭火、拧阀门的任务。

Science期待，未来这种软体机器人能够在管道和导管、医疗设备和搜索救援中派上用场。

Top 4：用于软机器人的3D打印液晶弹性体  

机器人技术的一大挑战就是探索新材料和新的制造方案，用以开发节能、多功能和兼容的执行器。

之前也出现过很多可以变形的液晶弹性体制动器，但是该项目显示了在高操作温度的条件下具有空间编程顺序，并直接用墨水书写的3D打印弹性体。

与迄今为止报道的其他液晶弹性体相比，这种执行器显示出提升重量的能力。该技术承诺为软机器人提供大面积设计和动态功能架构。

Top 5：肌肉模拟，自我修复和液压放大致动器  

由美国科罗拉多大学博尔德分校的 Keplinger 与其团队成员，研发的新一代柔性机械 "肌肉" HASEL，被同时发表在了《Science》和《Science Robotics》上。

这款人工“肌肉”由低成本硅胶，水凝胶和植物油等柔性材料制成；能够根据不同的电压差，展示不同的"柔软度"，模仿人类肌肉收缩和扩张；液体绝缘层的使用使该"肌肉"具有强大的"自愈"功能。

这种价格低廉，用途广泛的机器人在将来会具有非常广泛的用途。

Top 6：来自DNA的自组装纳米级机器人  

所谓DNA折纸术就是将DNA片段折叠，组装成各种不同的形状。早在2006年，就有一位美国科学家将一条具有7000个碱基对的DNA长链，弯曲、折叠出一个笑脸。

而《Science Robotics》18年发布的最新的科研成果，慕尼黑工业大学的Friedrich C. Simmel团队使用DNA分子，组装出了一个可以远程控制的纳米机械臂，并用它成功推动了一个纳米金颗粒。

这项尝试证明了DNA机械臂可以作为一个模块，拼合进其他基于DNA的纳米结构中，并且DNA分子可以成为其他纳米器件的动力源泉，在一个更大的系统中担当马达或者推进器的角色。

Top 7：DelFly灵活的bioinspired机器人挡板  

飞行类昆虫，比如蜜蜂、蜻蜓和果蝇，都有高超的飞行技术。这些技术往往在逃避天敌或者躲避人类袭击的时大展身手。荷兰科学家制作的DelFly机器人不仅具有果蝇飞行机动性能，还能帮助人类了解了这些自然界的高手是如何飞行的。

DelFly具有出色的灵活性，能够进行360°侧倾和俯仰翻转，还能做筋斗和桶滚特技。这个机器人的能量效率也很优秀，能在空中悬停 5 分钟，或者单程飞行 1 公里。令人惊讶的是，即使没有明确控制所有旋转轴，DelFly也可以精确地再现果蝇的快速逃逸动作。

《Science Robotics》认为它是“科学机器人和科学机器人科学”的范例，并期望它将推动飞行机器人的发展。

Top 8：柔软的可穿戴式机器人  

提到外骨骼机器人，多数人想到的会是如钢铁侠一样的机械套装。但哈佛会告诉你，真正未来的外骨骼机器人应该是一种轻盈的、有弹性的外套。

2018年，哈佛一篇关于柔性外骨骼的文章发表在了《Science Robotics》上，这款机器人提供了整合面料设计、感应、机器人控制和驱动的新方法，以增加穿着者的力量、平衡和耐力。

相比于硬邦邦的机械外骨骼，这种机器人具有很广的潜在应用价值。比如，他可以帮助老年人增强肌肉力量，支持他们的活动性和独立性，以及恢复因中风，多发性硬化症或帕金森病引起的运动障碍的儿童和成人等等。

Top 9：Universal Robots（UR）e系列Cobots 

不可否认的是，尽管UR机器人手臂在外表上看起来并不是很起眼，但2018年我们看到了它从实验室研究到装配线，再到物流和外科手术指导，几乎无处不在。

优傲公司正在围绕其核心产品开发一个生态系统，其2018年推出的新型e系列协作机器人，呼应了协同自动化的大趋势。

《Science Robotics》指出：凭借增强的安全功能和力/扭矩感应，我们期望在机器人可以在与人类操作员无缝学习和协作，在各种环境中看到更智能的人机交互。

Top 10：索尼的Aibo  

索尼的玩具犬在20年前便已经首次推出，经历了落寞、停产，2018年新版的Aibo带着更加呆萌的外表和智能的内核，回归了大众视野。

随着机器人技术的不断发展，以及人们需求的变化，索尼越来越多地意识到机器人在儿童学习、作为老年人的伴侣、辅助患有神经退行性疾病的人方面的潜力。

目前，了解机器人周围人的感知、交互和期望，并开发具有情境感知的机器人，从而产生独特的行为和个性（不依赖于预先编写的程序以及个性化和适应性），是社交机器人最受关注的话题。

而未来，随着上述热点问题得到一步步的完善解决，买一款智能陪伴机器人，将会像电视机一样越来越普遍的存在于各个家庭中。