2008年机器人大盘点:狗一样的取物者

沉落湖心

机器人El-E正在将一块毛巾递给它的发明人美国佐治亚理工大学卫生保健机器人实验室主任查尔斯·坎普。

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斯坦福大学的科学家研究出了一种方法，可以帮助无人机拥有灵活的飞行能力。

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外科医生正在机器人的帮助下完成一台膝盖替换手术

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研究人员希望能够通过磁性连接的方法，让几个“胶囊”以自组织的方式在患者胃里形成一个蛇形的胶囊机器人

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2008年，机器人研究取得很大进展：生物医学用机器人可以帮助医生完成非常复杂的外科手术，并减少医疗器械的使用量；带翼机器人可以通过“克隆”的方式组成小分队，执行军事任务；能够在血液中旅行并治疗癌症的机器人也正在诞生过程中……近日，美国《技术评论》杂志总结并展示了2008年机器人研究领域的一些亮点。

　　灵活取物者

　　截至目前，在科学家的努力下，机器人的抓取功能已经相当成熟。不久的将来，也许只消稍加示意，机器人就可以将主人所要的物品拿过来。

　　2008年3月，美国佐治亚理工大学的研究人员设计出一个名叫El-E的机器人。这个机器人在一个绿色激光笔的引导下，可以抓取实验人员想要它们拿到的东西。机器人El-E外形与人并无相似之处，不过，它拥有像人眼一样分布规则的两个摄像头，有大约5英尺7英寸的身高。

　　在El-E执行任务时，使用者会先将激光笔指向一个物体数秒，再按下按钮发出指令，机器人便会发出“哔哔”声作为回应，接着将目标锁定在该物体上。接近目标物体后，El-E会伸出一只机械手抓住物体。而当使用者将激光笔指向脚下后，机器人便开始返回他的身边。El-E在将物体交给主人时，会通过扫描搜寻的方式找到主人。

　　在更进一步研究时，科学家们还模仿狗帮助人类的方式给El-E添加了新的功能，使它可以给人开门、开灯和帮助残障人士。

　　除El-E外，2008年科学家们研制出的第二个有名的取物机器人是UMan。它是由美国马萨诸塞大学阿姆赫斯特分校的研究人员设计制造的。UMan的突出之处是它可以试着抓取其程序并未涉及的新东西。就像一个人可以尝试了解一个陌生的物体一样，UMan也能够通过拿着剪刀、木制玩具玩耍来学会如何使用它们。

　　体内探险家

　　自以色列科学家率先推出胶囊摄像头以来，过去几年，医生们开始使用这一技术拍摄患者身体内部的情况。现在科学家们又有了更进一步的想法，他们希望能够找到好的办法来控制这类摄像头，以便它能够在医生感兴趣的地方多逗留一会儿。

　　德国弗朗霍夫生物医学工程研究所的研究人员发明了一种磁性装置，它可以在人体外控制胶囊摄像头的运动轨迹。与此同时，美国卡内基梅隆大学的科研工作者也发明了一种胶囊机器人，它能够停留在人体娇嫩的组织内部而不给它带来伤害。

　　另外，科学家还尝试赋予这些微型机器人截取样本或者直接治疗某些组织疾病的能力。研究人员将一个“药丸机器人”分成几个部分让患者吞下，之后它们可以在人的胃里以自组织的方式装配成一个功能更强大、长蛇状的系统。这个蛇形机器人可以检查人的肠胃情况。由意大利、法国、瑞士和西班牙等国的研究人员组成的一个名叫ARES的联合团队正在做这样的工作。他们在努力开发出一种更长的、可以自动装配的机器人，以便探察和治疗消化器官的问题。现在，该团队正在着手找到可以连接和固定这些机器人零件的最好方法。

　　手术助手

　　机器人可以使复杂的手术变得更容易，并减少手术器械的使用数量，同时加快患者的复原速度。借助于机械臂和微型医疗装置，一名外科医生还有可能完成一台漂亮的远程外科手术。2008年，美国多家医院利用3D成像装置、机械臂和微型医疗器械完成了大量癌症和膝盖替换手术。

　　在做心脏手术时，医生通常需要打开患者的肋骨以能够触及心脏的内部。然而，从理论上来说，蛇形机器人从一个小的切口就可以进入人体并完成心脏手术。此外，借助一种特殊的机器人系统，医生可以在患者心脏跳动的时候完成手术，以避免手术对其大脑造成潜在的伤害，并缩短患者康复的时间。

　　将来，科学家们还希望能够发明一种体积足够小的机器人，以便使它们能够在人体血液里长时间旅行，并最终到达肿瘤所在地。虽然这一工作尚处在早期阶段，但加拿大蒙特利尔工学院的研究人员已经设计出了一种初级的纳米机器人，并利用核磁共振成像技术对之加以引导。

　　会飞的“士兵”

　　如何在军事活动中使用机器人一直是军方感兴趣的话题之一。他们希望科学家能够制作出精良的机器人，以完成某些特殊的侦察任务，帮助士兵在一些区域中战斗，并执行一些危险的任务。

　　最近，美国斯坦福大学的科学家研究出了一种方法，可以帮助无人机通过观察其他直升飞机的行动而拥有灵活的飞行能力。这一学习系统还可以应用到其他类型的机器人身上。美国麻省理工学院的研究人员则希望利用机器人飞机提高天气预报的准确度。

　　此外，2008年，科学家还在寻求让机器人与自然界生物相媲美的新方法。例如，研究人员在努力使机器人具有蜻蜓的能力，可以逗留或盘旋在半空中，这对摄像机或无人驾驶侦察机来说非常有用。

　　随着电子元器件价格越来越低廉，尺寸越来越微型化，研究人员希望可以提高机器人在真实世界中的适应度，使它们更容易被使用和管理。未来，更多机器人会离开工厂，进入家庭、医院和其他各种各样的场所，到所有需要它们的地方去。