探秘麻省理工科技树，改变未来的黑科技正从这里走出

其他

探秘麻省理工科技树，改变未来的黑科技正从这里走出

Original 2018-03-25 堂博士 机器人大讲堂

坐落在美国东部马萨诸塞州剑桥市的麻省理工学院（MIT），

有着“世界理工大学之最”的美名，

它的标志性建筑——斯塔塔中心，

由著名建筑设计师弗兰克·盖里(Frank Gehry)设计。

据说盖里设计这座建筑是想表达“使发明成为一种快乐”的理念，

但也有很多人觉得这组建筑看上去“像一群喝醉酒的机器人在寻欢作乐”。

这里有麻省理工学院最大的跨学科实验室——计算机与人工智能实验室（CSAIL），

近几年，MIT的研究人员在机器人学、无线技术、软件系统以及其他学科领域开展了一系列项目，

下面将为大家呈现MIT近些年在机器人领域引人注目的成果。

从探索火星到探索细胞

太空探索机器人Valkyrie👇

CSAIL机器人动力小组的研究人员通过对NASA的仿人机器人 “Valkyrie”编程，以让机器人完成一系列高难度任务，机器人的胸部可以像钢铁侠一样发光，那里有线性致动器，可以帮助腰部移动。

植入的传感器有声纳和激光雷达传感器，操作者可以通过装在Valkyrie头部、手臂、下腹及腿上的摄像头看到他在做什么。NASA已经开发了一个机器人Robonaut，Valkyrie是它的升级版本。Robonaut在国际空间站服役，它可以清扫空间站，帮人类宇航员取东西

胶囊内的机器人👇

这种微型机器人可装于一个可吞服的胶囊中，

进入人的胃袋后展开，

在外部磁场作用下进行转向或者沿胃壁爬动，

并挪走被误食的纽扣电池或者进行伤口修复，

犹如进入铁扇公主体内的孙悟空。

https://v.qq.com/txp/iframe/player.html?vid=b0360b4pmum&width=500&height=375&auto=0

纸片机器人👇

与胶囊机器人有同样“用武之地”的还有下面这个“纸片机器人”，当很多团队还在设计特定用途的机器人的时候，麻省理工的研究人员们打造了一款可以变换各种外形、以适应不同任务的新式机器人——Primer。

Primer可通过磁铁完成行走、滚动、滑行等动作。在一篇题为《基于折纸外骨骼的机械变形》论文中，科学家团队详细介绍了他们是如何通过在一块预制的塑料板上加热来‘穿衣’、以及遇水来‘脱衣’的。

Primer 可以一次“穿上”不止一件外套。CSAIL主任兼项目首席研究员 Daniela Rus 表示：“我想象有一天，我们能够定制使用不同武器和附加属性的机器人，并在必要时对其进行更新”。

不同物种的神话—仿生机器人

在MIT，机器蟑螂、机器蜘蛛可以张牙舞爪地在地上爬行，机器鱼在水中自由自在地游泳。

机器鱼👇

麻省理工近日公开了其研发的首款可长时间在水中自主游动的机器鱼SoFi。

SoFi大部分部件由3D打印，尾部由柔性塑料和硅胶制成，配合鱼鳍，可模仿真实鱼类的游动动作。SoFi以重量舱和”浮力控制单元“来实现上浮和下潜，在任天堂控制器和声学通信系统引导下，它可在水下超过50英尺的地方游动40分钟左右。

据悉，这条机器鱼可以更好地接近海洋生物且不造成干扰，或将成为海洋研究的新工具。

水凝胶机器人👇

受到柳叶鳗（鳗鱼的透明幼体）的启发，MIT工程师们还研发出了多种能够完成多项任务——比如游泳、踢橡胶球、捕捉和释放水中的活鱼等——的柔软伪装机器人。这些机器人完全由透明的水凝胶材料（一种水聚合材料，主要成分是水）制成。

这些不同种类和功能的水凝胶机器人能够上下卷曲的附肢；可以来回摆动的鳍状模型；能够有效捕捉、释放的手状夹持器。

猎豹机器人👇

MIT 仿生实验室（Biomimetic Lab）的 Kim Sang Bae 教授及他带领的研究员们研制的猎豹机器人在经历了几次产品迭代更新后，已经从一只耗费巨资打造、只会在传送带上卖命奔跑的机器人，转变成了能够进入危险灾区，拯救人类生命的机器人。

猎豹机器人从第 1 代开始便表现十分惊艳：它能够自主跨越障碍物，实现每小时30 英里（约 48 公里）的高速奔跑；而猎豹 3 号机器人的头部还装入一个 Echo Dot，植入了 Alexa 语音助手，人们可以通过语音方式与它交互，向机器人发布命令。

猎豹机器人早期版本测试视频：

https://v.qq.com/txp/iframe/player.html?vid=e035686ormu&width=500&height=375&auto=0

不断升级的机械臂和机械手

解魔方机器人👇

3月7日，麻省理工学院两位学生研制的机器人以0.38秒解开三阶魔方，打破了此前德国机器人0.637秒的世界纪录，而人类纪录为4.59秒。研发者称，从电机上对机器人进行了改进，提高了速度。

麻省理工学院机器人0.38秒

德国机器人0.637秒

人类记录4.59秒

新型抓取机器人👇

近日，MIT和普林斯顿大学的开发团队，利用通用的机械臂/摄像头/传感器，结合深度神经网络，成功开发了可以定位并抓取“任意物体”，并分类堆放到指定位置的机器人系统。

为了实现抓取任意物体，该团队为这套机器人系统开发了“object-agnostic”（自动避障）抓取算法，基于过去抓取记录的学习，采用最佳的抓取方式。抓取后，从不同角度拍照，通过图像匹配最优算法，识别出该物体，然后堆放到该类物体所属堆放地点。

现在，该团队正在植入触觉传感器，希望实现机器人抓取物体如同人类的抓取方式一样的功能。

https://v.qq.com/txp/iframe/player.html?vid=g0562fed64a&width=500&height=375&auto=0

柔软的机械手👇

虽然下面这个机械手虽然没有人类一样灵活的五指，但是硅胶制作的手指，以及植入的传感器，可以使它的动作十分精细，能够拿起许多物体。从柔软的玩具到单张纸，从鸡蛋、高尔夫球到玻璃瓶，而不需要事先编程来告诉它抓握的是何种东西。

仿肌肉软体机器人👇

除了上面的机械手，麻省理工还和哈佛联手做了一款能承受超过自身重量1000倍的软体机器人。这是一款利用折纸仿照人体骨骼可肌肉的结构创造的一款新型机器人。

充满空气或流体的密封袋作为肌肉，可折叠的折纸结构作为骨骼，当使用电动泵减少袋内的压力时，整个结构就像手臂或腿部的肌肉一样收缩。

基于折纸结构，它可以进行不同维度的运动。虽然还在实验室阶段，CSAIL主任兼论文主要作者Daniela Rus教授表示：“软体机器人有很大的潜力，但是到目前为止，其中一个局限性是有效载荷。(它们)非常安全，非常温和，但不擅长举起重物。这种新的方法使我们能够制造强大的柔性机器人。”

3D打印建筑机器人👇

MIT的研究人员创造了一个大型3D打印结构，将其称之为数字建筑平台（DCP），“一个自动化的施工系统，能用实时环境数据来进行过程控制，并在现场定制制造建筑级的结构”。

该平台使用“一个2015 Altec AT40GW升降系统，升降机的顶端安装有一个KUKA AGILUSKR 10 R1100 6x WP电动机器人臂”。研究人员称，在未来，将会造出一台完全自主的建造机器人，那样就可以在月球、火星、南极洲等地方，提前数年时间去建造好人类探索的基地。

MIT也一直在3D打印方面进行各种尝试，他们想出了一种方法，让普通人也可以设计和制作3D打印机器人。下面这个软件叫做“Interactive Robogami”，界面简洁易用，一般人可以快速上手。最棒的是，它是端对端的模式，能够直接生成3D打印文件，包括电子线路打印数据。

和衣食住行相关的机器人

可行走的首饰机器人👇

在麻省理工学院的研究人员推出的“基诺计划(Project Kino)”中，研究人员设计了一款手掌大小的机器人，可通过磁铁吸附在衣服上，同时，机器人底部装有轮子，可以在衣服上移动。

这个小机器人不仅能当装饰品，还具备模块化特征。用户可以更换不同的传感器，从而变换它的功能。比如在雨衣上装上这款机器人，它身上的温度传感器就能够感知温度，在雨停后帮用户拉下帽子。

另外，它还可以作话筒。当有人给用户打电话时，它会靠近用户的嘴巴，这时用户对着它说话即可;当收到信息时，它又会爬到手腕处给用户反馈。

做饭机器人👇

MIT的学生曾设计出一个包括做饭机器人的全自动迷你餐厅Spyce Kitchen。即使是复杂的料理，机器人厨师也能在5分钟内完成，烹饪、服务、清洗也全部搞定。

详细视频请点击阅读原文

AI木匠机器人👇

MIT今年还公布了一套叫AutoSaw的AI系统，这套系统具备自动锯木头的能力，它可以让用户定制不同的项目。

AutoSaw利用专家知识进行设计，使用现有的CAD系统OnShape与设计模板的界面，用户可以定制他们的尺寸，形态，并在设计美学方面描绘。之后，机器人收到任务，用拼图和锯子来协助切割过程。为了减少木材，研究小组使用了运动跟踪软件和小型移动机器人，这种方法比大型机器人占用空间更小，成本更高。在机器人完成切割后，用户就会使用系统中的一步一步的方向来组装他们的新家具。

在切割机方面，研究小组使用了两台Kuka优机器人来举起横梁，通过锯子切割木头。

意念控制机器人👇

在脑机接口的研究上，MIT当然也不在话下，下面这款名叫Baxter的新机器人具备一种“超能力”，可以完全根据探测到的人脑脑电图来审视自己的行为是否正确。Baxter的脸部是一个显示屏的形状，并配有一个可以套在人头部的挂满各种电线的“帽子”设备。

在流水线作业中，科学家们希望人类可以通过远程操控机器人实施决策，并及时处理潜在问题，方法是通过一个系统来连通机器人与人类大脑。

“当你看着机器人，你所要做的只是精神上同意或不同意它正在做的事情，”CSAIL总监Daniela Rus说。“你不必训练自己以某种方式思考，是机器适应你，而不是其他方式。”

当然，除了上面这些机器人成果，MIT一直在不断进行着各种各样的机器人研究。今年2月 1日，麻省理工学院（MIT）正式宣布启动了一项雄心勃勃的项目—— MIT Intelligence Quest （MIT IQ）。该项目旨在了解人类智力，并利用研究成果开发智能机器。这是该校有史以来最大的人工智能项目，也被视为是学术界发起的一场旨在赢回在人工智能领域的主动权、意义深远的努力，MIT也动员了所有的五大学院，共同投入到这个项目中。而中国AI企业商汤科技成为了MIT全球首家联盟企业。

“技术没有边界，也没有国界。”麻省理工此次和中国企业的合作，显然将为彼此打开新的窗口，通过合作成果在中国实现场景的落地和市场检验，我们相信能看到越来越多的以“中国速度”演绎的AI新时代之下的“中国力量”！

推荐阅读访问访谈

工程院院士蔡鹤皋丨北航教授文力丨深醒科技袁培江丨深之篮魏建仓

企业报道

一飞智控丨深醒科技丨发那科丨柔宇科技丨优傲机器人丨宇树科技丨臻迪科技丨iRobot

前沿技术

①工业 缝纫机器人丨无人智能采矿机器人丨中国饺子生产线自动化车间丨MIT 建筑机器人

②服务 索尼机器狗 Aibos丨叠衣机器人 FoldiMate丨日本骑自行车机器人丨有触觉机械手 LUKE丨达芬奇机器人丨机器人乐队丨空中飞车丨日本护理机器人合集

③特种 丰田人形机器人丨水下机器人探索号丨俄罗斯人形机器人 FEDOR丨美国重型机械 Guardian GT丨波士顿动Atlas 360度后空翻丨中国四足机器人 Laikago丨北理工四轮足机器人丨佛罗里达研究院 “机械鸵鸟

④仿生 3D打印仿生机器人丨东京大学流汗人形机器人丨柔性电池丨哈佛柔软肌肉丨哈佛折纸机器人丨哈佛 RoboBee