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“黑科技”照进现实 2016机器人技术大盘点
2016年,人工智能与机器人是科技行业火热的名词之一。尽管机器人这个词被创造出来几近百年了,但之前一直都是存在于科幻作品与人类的美好幻想之中,直到今天随着技术的成熟演变,才开始逐渐产生使用价值并走人们的生活。
机器人技术被认为是21世纪具变革性的技术之一,尽管霍金等科技界的先知频频发言警告人工智能与机器人技术将可能导致人类文明的覆灭。但历史证明人类文明的车轮从未停止,停止追求的人类文明也会失去繁衍生息的意义。而一个领域前沿的技术也将着一个行业未来的发展方向,小编为您盘点2016年机器人领域技术突破,下面一起来看看吧:
1.IBM研制出世界人工相变神经元
IBM在苏黎世的研究中心已经创造了世界上个人工纳米随机相变神经元,确切的说IBM已经创造了500个人工纳米随机相变神经元,并用他们处理了信号,正如我们人类的大脑一样。
这是一个引人注目的突破,他们用的是我们熟悉的材料,并且像人类神经元一样,用很低的能量消耗超高速的传递信号,更重要的是他们像生物神经元一样,具备随机性,他们产生的信号总是略有不同。
和我们人类的神经元一样,IBM的人工神经元由树突、神经细胞膜、核、轴突组成。而关键的技术在于神经细胞膜。在人体中,神经细胞膜是双层脂质结构,他不导电,但是当树突端积累足够的能量,他会产生自己的生物电流,并沿着轴突传递至下一个神经元。
IBM人工神经元的神经细胞膜由一块方形的GST锗锑碲合金组成,这种合金是一种很容易产生相变的材料,可处于晶相、非晶相两种状态,晶相下GST合金是绝缘的,而非晶相下GST合金是导电的。
与生物神经元相同,输入端累计电流,GST合金由晶相慢慢相变为非晶相,终电流通过,产生神经信号。而一段时间后,GST合金会恢复为晶相,神经元重置。而且GST合金每次重置后都会和之前略有区别,这就产生了随机性。
到目前为止,IBM已经建立了一个500个人工神经元组成的神经网络,也许在不远的将来,我们就可以拥抱人工智能的到来,让我们拭目以待。
2. 新算法让波士顿动力机器人实现类人平衡力
如果有人统计一下人们对双足机器人的印象是什么,“容易摔倒”会名列前三。
但是,新一代的双足机器人会让你大吃一惊。如今,它们不但可以平衡的行走,甚至还可以越野了。
通过一种新的控制算法,美国佛罗里达州人机认知研究所(Florida Institute for Human and Machine Cognition, IHMC)的机器人实验室实现了拟人的平衡能力。
该算法的测试使用了波士顿动力公司(Boston Dynamics)的Atlas机器人,在算法的控制下,Atlas现在可以平稳的走过一段崎岖不平的水泥砖路。从动图中我们可以看到,Atlas的行为和人类基本无差:首先把脚轻轻地踩上去,判断地面的承受能力,接着通过调整身体和手臂来实现平衡。
在解释此项技术的论文中,研究人员表示“机器人通过对足中心施展压力来探索接触面,根据探索阶段中足的旋转勾画出可以受力的平衡点”。通过探索和计算,机器人可以决定如何“踩下去”。它还会通过上身的运动,比如挥胳膊,来保持或找回平衡。在测试中,它可以走过崎岖不平的水泥砖路。
3.能锁定并杀死癌细胞的纳米机器人问世
来自加拿大学府——麦吉尔大学,蒙特利尔大学和蒙特利尔工学院的研究者们经过合作,在癌症治疗领域取得了一项重大突破。他们研制出一款纳米机器人,可以在人体血管内运行,地锁定癌细胞并投递药物。这是目前世界上先进的药物投放系统,因为它完全不会损伤正常人体组织和器官;此外这意味着病人可以大大减少要服用的药物剂量,从而减少这些药物带来的副作用。
根据蒙特利尔工学院纳米机器人研究中心项目负责人,Sylvain Martel教授所言,每一个纳米机器人携带不少于一亿数量的细菌,每个细菌都生有鞭毛并且能自我推进,它们携带充足的药物,进入人体后就开始寻找需要药物治疗的部位。并且,药物受到的推动力都能让它们深入肿瘤内部,有效瓦解肿瘤。
这个过程,具体说来就是,一旦纳米机器人进入肿瘤,它们会开始搜寻那些氧气被耗尽的地方,就是“缺氧区”,然后把药物送达那里。肿瘤细胞的快速增殖需要消耗大量氧气,从而制造出“缺氧区”,也就是肿瘤细胞的活跃和聚集地。直到现在,这些“缺氧区”都能抵制主要的治疗手段,包括放射疗法。所以Martel教授才会考虑到用纳米技术做出尝试。
那么,为什么纳米机器人上的细菌具有自我推动力并能进入肿瘤内部呢?首先,它们的运动是通过纳米粒子制造的磁场产生的,会因为磁力吸引作用而快速移动;其次它们会通过一个“氧气浓度测量感应器”而发现肿瘤内部的活跃区域(即癌细胞增殖区域)并且留在那里。一旦我们能通过计算机控制磁场的产生,就可以控制这些细菌的去向并让它们发挥作用了。
该纳米机器人的研发小组认为,随着纳米机器人投入应用,更为先进的干预治疗手段也会被发现。大家都知道,化疗和手术、放疗一样,是治疗癌症的三大手段之一,但是由于化疗药物的选择性不强,在杀灭癌细胞的同时也会不可避免地损伤人体正常的细胞,从而产生严重的副作用。而纳米机器人的产生,可以帮助化学药物投放到需要杀死的细胞处,从而降低乃至消除化疗的副作用,还能提高这种治疗手段的效率!
4.斯坦福大学研制潜水机器人探测17世纪沉船
一支来自斯坦福大学的团队研制了一款名为“OceanOne”的、能探索水下世界人形机器人。它的背面安装了计算单元、电池、推进器,能像真人一样游泳。它身高5英尺,使用人工智能和触觉反馈系统,向终端传递机器人所持东西的感受。
开始,OceanOne是由阿联酋的阿卜杜拉国王科技大学提出的概念构想,是想它来检测红海中的深海珊瑚。然而他们对工程解决方案非常头疼,于是他们联系了斯坦福团队的人,一起打造了这款水下机器人。
初次航行,OceanOne就帮助了潜水员从接近法国海岸打捞一艘沉船La Lune。沉没于350年前的La Lune,沉入100米深的水底,因为OceanOne,到今天才露出真容。潜入100迷深的水底这样的任务对人类潜水员来说很危险。
在OnceanOne工作时,“手臂”上的力量传感器会向操控着发送触觉反馈,还能在潜水艇中感知干燥物体的重量。它的“大脑”会与触觉传感器协同工作,确保手臂不会破坏物体。内置的航海系统还可以让它在海洋中保持身体稳定。
除了牛的可抓取物体的手部(上面有许多摄像头,可以用来“看清”水下物体)以外,OceanOne还配备了各种传感器,包括压力传感器,扭力传感器,航向传感器等等;全视角摄像头可以用来导航,探测环境地图;而且它还配备了个“黑匣子”,叫多普勒计程仪,除了检测航程外,还可以预测当下状态。
研制团队说:“我们很自然地把人和机器人结合在一起,赋予了机器人像真人一样的直觉、专业和认识能力。人和机器人一起工作,两者互相结合,可以进行一些对人来说比较危险的工作。”
OceanOne目前还是原型,他们在计划进行一系列实验来体现OceanOne双手的灵活性和敏感度。如果试验成功的话,OceanOne可以用来研究中生珊瑚礁,这种珊瑚礁生长在很深的水里,目前人类对它的认识还很少,然而这种珊瑚礁越来越少。也许不久之后可以通过OceanOne,在不打扰中生珊瑚礁的情况下,在水下对它们进行研究,让我们了解中生珊瑚礁的低光适应和繁殖能力。
5. 哈佛科学家研发出世界上个全软体机器人octobot
据Technology Review报道,哈佛研究人员通过巧妙的设计,研发了世界首款能够自主移动的全软体机器人“Octobot”。哈佛研究人员表示Octobot是首款完全独立的软体机器人,没有硬电子元件,没有电池或计算机芯片,并且也不需要连接到计算机就可以自主移动。
Octobot是一款柔软的小型机器人,手掌大小,章鱼形状,看上去就像是在小孩生日聚会上能够见到的那种新奇的小玩具一样。虽然外形小巧,名字也略显古怪,Octobot的出现却代表着机器人技术取得了巨大的进步。
浙公网安备 33010602000006号
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