“情人節(jié)”的那一天,在馬薩諸塞州劍橋市的軟體機(jī)器人公司SoftRobotics,一名工作人員將Peeps品牌的心形棉花糖放在傳輸帶上。接著,機(jī)械臂將它們一個(gè)個(gè)夾起來(lái),輕輕地放在附近的盒子里??雌饋?lái),整個(gè)過(guò)程都沒(méi)有要慶祝浪漫節(jié)日的意味,但這其實(shí)是一次值得紀(jì)念的勝利。
SoftRobotics的RL7及其他機(jī)器手可以可靠地實(shí)施我們每天無(wú)數(shù)次從事的體力工作,當(dāng)然也會(huì)從中學(xué)到許多東西。它們可以?shī)A起柔軟的物體,放在需要它的地方,而且全程無(wú)需用計(jì)算機(jī)視覺(jué)系統(tǒng)或任何預(yù)先編好的程序來(lái)識(shí)別物體。
除了粉紅色的Peeps棉花糖,SoftRobotics的實(shí)驗(yàn)室中放滿(mǎn)了各種奇形怪狀的物體——花生袋子、菲比精靈娃娃、《冰雪奇緣》塑料玩具等。SoftRobotics首席執(zhí)行官卡爾·沃斯(CarlVause)承認(rèn),實(shí)驗(yàn)室具有成為“一元店”的潛質(zhì),里面每一件物品都是因?yàn)橥庑蔚囊鬃冃远贿x中。但他解釋說(shuō),所有這些東西都充分反映了現(xiàn)實(shí)世界的產(chǎn)品。
SoftRobotics創(chuàng)立于2013年,如今硬件廠商和零售商利用該公司的機(jī)器手,抓取并打包任何東西——從巧克力、注塑模具到披薩生面團(tuán)。SoftRobotics的機(jī)器手看上去與人手不一樣,它們由卡通式四方橡膠、亮藍(lán)色指狀物組成,而指狀物可以猛地咬住目標(biāo),就像章魚(yú)捕捉獵物一樣。
SoftRobotics這一名稱(chēng)讓人不禁想起用于制造機(jī)器手的軟體材料,以及整個(gè)機(jī)器人行業(yè)的一個(gè)子類(lèi)別。沃斯回憶說(shuō),2011年他與喬治·懷特塞茲(GeorgeWhitesides)共同發(fā)表了一篇論文,從那時(shí)開(kāi)始他就有了創(chuàng)建SoftRobotics的想法。懷特塞茲如今是SoftRobotics董事會(huì)成員。
在論文中,這位哈佛大學(xué)教授詳細(xì)描述了一種四條腿、X形的四足機(jī)器人,它看上去就像要緊緊吸住《異形》續(xù)集中一位毫無(wú)戒心乘客的面孔一樣。他們?cè)谡撐闹袑?xiě)道:“我們對(duì)一種獨(dú)特的機(jī)器人類(lèi)別十分感興趣,即用特殊材料制造的軟體機(jī)器人,這種材料并不通過(guò)堅(jiān)硬的軀干來(lái)提供機(jī)械力。這項(xiàng)工作的目標(biāo)是展示一種新型機(jī)器人,只需簡(jiǎn)單的設(shè)計(jì)和控制就能產(chǎn)生移動(dòng)能力?!?/p>
為了設(shè)計(jì)出一種既能走路又能鉆進(jìn)門(mén)下小縫隙的軟體機(jī)器人,懷特塞茲尋求在人類(lèi)之外的領(lǐng)域獲取靈感。與之前的每一位機(jī)器人技術(shù)專(zhuān)家一樣,懷特塞茲的團(tuán)隊(duì)最終在海洋中找到了這種靈感。
SoftRobotics最終推出的產(chǎn)品在互聯(lián)網(wǎng)引發(fā)巨大的關(guān)注,因?yàn)樗梢酝ㄟ^(guò)膨脹來(lái)控制單個(gè)肢體并行走,同時(shí)還有一張?jiān)幃惖拿婵?。同一年,懷特塞茲的團(tuán)隊(duì)將這項(xiàng)設(shè)計(jì)應(yīng)用于他們的第一款靈活的機(jī)器手——那次的外形像海星。
SoftRobotics的機(jī)器手包括牽引線和用于輸送壓縮空氣的管道,懷特塞茲的團(tuán)隊(duì)表示,這種機(jī)器手可以抓起生雞蛋,同時(shí)還不會(huì)將它弄碎。這個(gè)團(tuán)隊(duì)還用機(jī)器手抓起了活體老鼠,演示了如何使用合適的聚合物材料和氣壓,而且還能安全地抓起物體,同時(shí)又不會(huì)帶來(lái)任何損壞——這種行為要求機(jī)器手必須擁有遠(yuǎn)比更高硬度機(jī)器手先進(jìn)的計(jì)算機(jī)視覺(jué)和傳感器系統(tǒng)。
沃斯說(shuō):“我們看到,這項(xiàng)突破性技術(shù)能以簡(jiǎn)單的機(jī)器人技術(shù)來(lái)實(shí)現(xiàn)像人類(lèi)一樣的靈巧度。傳統(tǒng)機(jī)器手在抓取東西時(shí),必須知道物體的準(zhǔn)確位置。還要計(jì)算它的路徑,這就會(huì)產(chǎn)生大量數(shù)字運(yùn)算,因?yàn)樗氖种干喜渴鹆藗鞲衅?,所以必須要恰到好處地抓住它,由于涉及如此多的步驟,解決方案就會(huì)變得非常慢且十分冗長(zhǎng)。”
到2014年,SoftRobotics造出第一個(gè)原型產(chǎn)品。2015年晚些時(shí)候,SoftRobotics開(kāi)始將機(jī)器手推向商用市場(chǎng),將它們安裝在abb等公司的第三方工業(yè)機(jī)械臂末端。自上市以來(lái),SoftRobotics機(jī)器手在食品運(yùn)輸領(lǐng)域取得了最大的成功。在這個(gè)領(lǐng)域,產(chǎn)品在尺寸和外形上極少遵守嚴(yán)格的一致性標(biāo)準(zhǔn)。另外,由于食品行業(yè)的設(shè)備在用完一天后都需要沖洗,所以機(jī)器手就有了在這個(gè)行業(yè)大展身手的機(jī)會(huì)。
沃斯說(shuō):“我們?cè)趧?chuàng)立之時(shí)曾想,我們會(huì)在三年時(shí)間內(nèi)專(zhuān)注于在食品行業(yè)發(fā)展。潔凈的機(jī)器人系統(tǒng)能直接處理食物,這種能力在食品行業(yè)具有巨大的需求。所以,我們現(xiàn)在80%的業(yè)務(wù)都與食品有關(guān)——從面包烘烤到食物生產(chǎn)等各個(gè)環(huán)節(jié)?!?/p>
SoftRobotics并不是第一家將以公司命名的技術(shù)帶到制造與物流行業(yè)的公司。創(chuàng)立于2012年的EmpireRobotics曾推出過(guò)Versaball——這款機(jī)器手根據(jù)相同的原理設(shè)計(jì),把極簡(jiǎn)主義帶向極致。Versaball由氣球一樣的球狀物構(gòu)成,里面裝滿(mǎn)了像沙子一樣的顆粒狀材料。空氣可以用泵充入Versaball并排出,從而調(diào)節(jié)抓握的力度。Versaball制造出來(lái)并不是為了處理食品,因?yàn)槭称沸枰M(jìn)行分類(lèi),然后運(yùn)到工廠的不同包裝點(diǎn),這是Versaball小型金屬部件無(wú)法勝任的工作。
盡管媒體對(duì)Versaball作出了積極評(píng)價(jià),包括深夜與吉米·法倫(JimmyFallon)進(jìn)行喝酒比賽(BeerPong),但EmpireRobotics仍然走向了失敗。氣球狀機(jī)器手無(wú)法承受高度重復(fù)的工業(yè)用途。這家公司最終在2016年歸于沉寂。
但是,以頭足類(lèi)動(dòng)物為靈感設(shè)計(jì)的SoftRobotics機(jī)器手似乎受到青睞,這要?dú)w功于它不需要任何小零件就能實(shí)現(xiàn)多功能性,同時(shí)組裝流程也得到簡(jiǎn)化。沃斯表示,根據(jù)機(jī)器手在特定環(huán)境下所要處理的產(chǎn)品類(lèi)型,安裝者只需選擇橡膠手指的類(lèi)型進(jìn)行安裝,然后調(diào)節(jié)氣壓驅(qū)動(dòng)那些機(jī)器手即可。在有些情況下,機(jī)器人還屬于即插即用型產(chǎn)品。
SoftRobotics已經(jīng)成功克服了一個(gè)障礙,即如何讓一項(xiàng)突破性技術(shù)走出實(shí)驗(yàn)室,在工業(yè)環(huán)境下進(jìn)行商用。
沃斯解釋說(shuō):“我們面臨的最大挑戰(zhàn)之一是,如果是學(xué)術(shù)工作,你只要設(shè)計(jì)出僅運(yùn)行幾次的東西即可。你借此獲得了相關(guān)數(shù)據(jù),出版了論文,最后登上《自然》雜志或其他知名期刊的封面。在某些行業(yè)、特別是機(jī)器人行業(yè),這些機(jī)器需要一周7天、全天24小時(shí)工作,每個(gè)月要循環(huán)使用數(shù)百萬(wàn)次。怎樣讓一項(xiàng)技術(shù)能承受如此強(qiáng)度的工業(yè)磨損,確實(shí)是我們面臨的最大挑戰(zhàn)?!?/p>
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