麻省理工学院科学家 3D 打印自重构机器人立方体

“机器人”这个词仍然倾向于立即让人联想到用机械声音说话的块状金属人。或者，也许，否则，西方世界式的，超级复杂的机器人，除了创造方法外，在所有方面都与自然发生的智人没有区别。然而，机器人技术作为一个领域变得越先进，就越清楚（甚至承认像我这样的机器人恐惧症）机器人将以各种形式对现实世界产生最大的影响，而不是直接受到人体解剖学的启发。

事实上，最近机器人世界中一些最令人兴奋的发展，而不是增加所讨论物体的结构复杂性，似乎朝着相反的方向发展：彻底的简单性。然而，这并不意味着这些机器人被设计用来执行的工作变得不那么复杂了。同样，情况恰恰相反。3D 模拟和 3D 打印在很大程度上促进了这种动态。例如，上个月我们报道了一个奥地利研究小组用可再生材料制成的软软的机器人。如果没有 3D 打印，很难想象该项目背后的科学家如何在大约两年内既创造出促进实验的材料，又弄清楚如何操作他们创造的机器人系统。

同样，麻省理工学院计算机科学与人工智能实验室 ( CSAIL ) 的一个研究小组最近发表了一篇论文，题为“ElectroVoxel: Electromagnetic Actuated Pivoting for Scalable Modular Self-Reconfigurable Robots”，该论文将在即将到来的（5 月 23 日至 27 日）上发表。 ) 2022 年在费城举行的机器人与自动化国际会议(ICRA)。ElectroVoxel（它可以使用更好的名称，imo）是该团队的模块化机器人版本，正如论文的副标题所传达的那样，它是小型机器人块，可以自我重新配置以创建大型、移动的机器人结构组合。

在论文中，该团队的主要作者、麻省理工学院博士生 Martin Nisser 写道：“在建造大型复杂结构时，您不希望受到组装人员的可用性和专业知识以及运输工具大小的限制。 ，或组装地点的不利条件。虽然这些公理在地球上是正确的，但它们对于在太空中建造东西来说是非常复杂的。......通过应用这项技术来解决太空中真正的近期问题，我们有望孵化该技术以供未来在地球上使用。”

ElectroVoxels 是小立方体——它们的边长约为 2.4 英寸——由铁氧体磁芯磁铁制成，并用铜线包裹。每个立方体内部都有一块电路板，其支架印在 Ultimaker 3 上；立方体的磁性侧面通过 Formlabs 的 Form 2 上印刷的连接器相互连接。每个立方体的生产成本仅为 70 美元左右，组装需要一个半小时。同样，如果没有 3D 打印，这显然是不可能的。

此外，正如该团队在论文 (p. 3) 中解释的那样，“手动规划旋转操作及其相关的电磁体分配对于多个立方体来说变得难以处理。为了让用户可视化和计划重新配置操作，我们开发了一个模拟（图 3），它根据用户指定的所需重新配置操作计算所有电磁体分配。” 因此，这个特定项目最独特的方面 - 无线铰链的创建和使用，一个相当令人兴奋的概念 - 或多或少完全由 3D 成像软件促进。

正如 Nisser 指出的那样，ElectroVoxel 最自然的应用首先是在太空中，这不仅是因为“微重力提供了有利的动力”，还因为优化存储空间这一简单的实际问题。此外，与基于可再生能源的湿软机器人一样，机器人立方体的廉价性使它们特别适合任何可能会被它们破坏的工作。这创造了多功能性和可访问性的潜力，这是大型、重型、资本密集型机器无法实现的。3D 仿真与制造现实的融合不仅让机器人领域的个体研究人员对他们的实验有更多的控制权，而且在这样做的过程中，也开启了对机器人最终如何发挥作用的全新理解。

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