高科技打造未来厨房

厨房机器人 民主的胜利令聘用女仆、佣人和厨师成为奢侈,但未来家家都请得起机器人厨师.全球数家公司近年来都相继推出机器人厨师,其中,中国的机器人能够烹饪至少上千种菜肴,而松下也欲从该市场分得一杯羹,表示会在生产熨斗和绞肉机的同时制造厨房机器人.     

人工智能会产生意识吗?

<正>人工智能会产生意识吗?这个问题的答案在一定程度上取决于人工智能技术能做什么,或将来能做什么,还取决于意识到底是什么。未来的人工智能技术将取得什么样的突破性进展呢?我们也许可以想象一下未来各种人工智能机器人的类型,有能够感知自身和周围环境的机器人,也有能够实时接收和处理大量数据的机器人,还有能够进入太空执     

软体机器人的仿生物理智能

生物可以在各种非结构化自然环境中生存,其身体中所蕴含的物理智能至关重要,涉及材料、结构和形态等要素.通过融合仿生物理智能,有望降低软体机器人的控制成本,提高机器人系统的响应速度和极端环境下的鲁棒性,以及使微型机器人更加智能化.本文阐述了自然界生物的材料、结构、形态学物理智能特征及其原理,介绍了软体机器人实现仿生物理智能的目的及相关的关键技术与方法,列举了软体机器人仿生物理智能的典型应用,最后展望了软体机器人仿生物理智能的未来发展及挑战.软体机器人仿生物理智能有望在高速动态作业、极端环境探索及微型机器人智能化等方面发挥独特的优势,相关研究将进一步促进生物、机器人、材料、化学和计算机学科之间的交叉.     

建立太阳系因特网

美宇航局(NASA)喷气推进实验室(JPL)的科学家和工程师小组,正计划在围绕火星的轨道上,配置6个导航卫星,它将使得(火星)地面上的机器人(或人),能够确定自己的位置;这些卫星也将作为一个通信中继站,它将接收来自火星表面的低功率信号,并放大而发回地球.     

会做煎饼的日本机器人

让机器人干家务是未来人们购买机器人的重要原因.目前,家用机器人的主要功能还主要局限于干些扫地、端茶送水的粗笨活儿.要想机器人获得家庭用户的青睐,必须让机器人越来越灵活.最近,日本推出一款会做煎饼的机器人,就是家用机器人发明历程上的一项重大进展.     

机器人化岩石研磨器的运动学分析

机器人化的采样工具是星球探测机器人的重要组成部分, 可用以发现其他星球上是否存在水、生命和资源. 要实现地质考察, 必须先清除星球岩石表面的尘埃和风化层; 机器人化岩石研磨器可用来代替地质学家的岩石锤, 执行地质考察的任务. 本文研制了一台三自由度的机器人化岩石研磨器的样机. 研磨系统采用行星传动, 具有双输入(旋转电机和绕转电机)和双输出(研磨轮和去屑刷). 研磨轮上有两颗研磨牙用以磨削岩石, 去屑刷用以清除研磨表面. 机器人化岩石研磨器的第三个电机用来实现研磨系统的进给. 对研磨系统的运动学进行了分析, 为了得到连续、光滑的被研磨面, 进一步对研磨轮的轨迹进行了分析和规划. 最后, 在石灰板上进行了研磨实验, 验证了机器人化岩石研磨器系统的基本功能和可行性.     

燃料型机器手臂

在好莱坞的套路中,机器人力大无穷,有着取之不尽的能源.2007年,电脑动画堆砌出了华丽的暑期大片<变形金刚>.在电影中,变形机器人伸手扫开汽车和卡车,就像似随手挥开烤肉上盘旋的虫子一样容易,还能够毫不费力地追赶上四处逃跑的人们.与机器人相比,人类则显得渺小和一无是处.     

怀孕的机器人生小孩了

未来已经来临了——或多或少吧。在我们最终将人类的未来转移到机器人身上之前,现在最令人期待的就是让他们能够自我繁殖吧。也许这只是让医学院学生做的模拟妊娠,但对我们而言这已经够逼真了。这具名为Noelle的金发机器人大小与真人差不多,造价2万美元。它会模拟一般怀孕妇女出现的生理症状及排泄物,例如血液、尿液及婴儿。甚至连婴儿机器人也会模拟生理症状,例如会以皮肤颜色由粉红转为蓝色来代表氧气不足。机器人可以通过人为控制产生不同的并发症症状;控制者也可以在旁观看,让机器人照着内部原先设定的程序将小孩生出。这具机器人即将…     

用于电化学执行器的非金属电极材料研究进展

电化学执行器能够有效地将电能或化学能转化为机械能,在人造肌肉、仿生机器人和小型化医疗设备等领域中具有极大的应用前景.电化学执行器的组成包括电极层和电解质层,其中电极层主要决定执行器驱动性能和电化学性能.传统电化学执行器的电极材料主要由导电性好、驱动应力大的金属材料构成.然而,金属电极存在柔性低、循环稳定性差等问题,使得越来越多的研究人员开始关注非金属电极材料.本文重点介绍了用于电化学执行器的非金属电极材料的最新研究进展,首先介绍了电化学执行器的器件结构及驱动原理,其次根据电化学执行器电极材料的不同,分别从导电聚合物、碳材料、新型二维材料及其复合材料等方面进行了综述,讨论了各种非金属电极材料应用于执行器中的优缺点,最后对未来电化学执行器及其电极材料的发展趋势进行了展望.     

316L不锈钢表面纳米化残余应力对材料性能的影响

高速旋转丝表面纳米化是一种新型的表面纳米化方法,本文对316L不锈钢表面进行纳米化处理,测定残余应力在材料内部的分布.通过分析、对比实验数据,表面纳米化处理方法,能够在材料内部引入大量残余压应力,提升材料的力学性能.     

以蜜蜂为师的微型间谍飞机

全球深海生态研究计划未来将使用一种新型机器人,将海底影像传输到国际网络,这种深海机器人将部署在北太平洋海域。德国最近推出深海履带式机器人的原型,即一架连接到光纤电缆的网络摄影机,可将6000米深的海底影像与测量结果,直接传送到网络上公布。到目前为止,这类研究设计少不了依赖费用昂贵的研究船。深海观测机器人将于今年下半年进入实验阶段,未来将部署在美国西北岸无人深海研究站附近。此外,在地中海东部,也将展开类似的地震研究计划。未来也许将用来从事近海石油勘探。新型深海机器人@明月     

神奇的人造肌肉

在中外的神话传说中都有神仙造人的传说.现在,科学家企图在实验室里用人类自身的结构和现有的材料制造出与人类接近的机器人,科学家把这种类型的机器人叫做"类人机器人".类人机器人不但具有高度发达的智慧,而且外形和生理机能也和人类比较接近.为了使得类人机器人看上去有人类协调的动作,科学家不但给"他们"装上像人类一样的关节,还得给"他们"安上人造肌肉和皮肤.目前,人造肌肉的研究逐渐成为新一代机器人的研究热点.     

生化机器人将成人类和机器人的终极形态

最近,一部日本科幻片《我的机器人女友》在中国各大影院上映。影片中来自未来的女机器人和人类的外形都是相同的,所不同的是它是个生化机器人,并不太懂人类的人情世故。当然,机器人女友也有不少超越常人的能力,常常能使男主角次郎化险为夷。这部影片再次让我们看到人类和机器人的未来发展趋势。人类和机器人的明天将是什么样？     

飞秒激光诱导周期性表面结构及其应用

近年来,飞秒激光微纳加工技术引起了科学界的广泛关注.飞秒激光脉冲凭借其超短脉宽及超强的瞬时功率,较传统的激光加工有着明显的优势:几乎可以加工任何材料,非接触加工,非热加工,加工精度高,能够加工亚微米级结构和三维复杂结构,加工过程耗能低.飞秒激光加工材料的过程中会产生周期性的表面结构,这些表面结构会对材料的表面性能产生明显的影响,并且在国防、医疗、高端制造等多个领域具有巨大的应用潜力.因此,国内外研究人员对飞秒激光诱导周期性表面结构进行了系统深入的理论研究和实验研究.本文简要阐述了飞秒激光的基本特点及飞秒激光微纳加工的独特优势,对近年来关于飞秒激光诱导周期性表面结构(laser induced periodic surface structure,LIPSS)的理论与实验研究进行了综述,并阐述了这种周期性表面结构对材料表面浸润特性、光学特性以及表面拉曼增强的影响和研究进展,最后对LIPSS未来的研究方向进行了预测和展望.     

空间机器人的研究与仿壁虎机器人关键技术

简要回顾了国内外空间机器人的应用需求、结构性能和未来发展,提出空间机器人面临的科学问题和关键技术.空间机器人可分为机械臂系统、带陪护功能的机器人和检测服务机器人,特别关注基于范德华力机制,有望实现微重力下在空间站表面实现仿生壁虎机器人及干黏附的进展和关键技术.机械臂系统应特别关注满足高刚度结构轻量化需求的新材料、新设计和新制造技术、机械臂-作业对象-空间站多体系统动力学、真空-微重力-高低温-宇宙辐射特殊环境下机械臂运动系统的润滑技术等问题.带陪护功能的机器人需要研究在密闭、狭小、失重环境下,航天员生理、心理和行为的变化规律及其机器人构型、陪护效果和辅助作业的要求和解决方案,研究陪护需要的高级人工智能技术,从语音识别、表情识别到自然语义理解等交叉学科的问题.检测维护机器人的关键是发展高低温、空间辐射、真空及微重力下实现固体间的稳定接触技术、干黏附微纳米有序刚毛阵列的制造技术和基于干黏附的机器人设计和运动规划技术.     

非连续约束变结构机器人运动机构的仿生: 概念及模型

机器人的运动能力、效率和可靠性是衡量机器人品质的重要指标, 要进一步提高机器人的品质, 还有若干关键科学问题尚没有得到澄清和解决. 我们从仿生壁虎机器人运动协调的困惑中发现, 这类机器人的腿式运动机构为开环-闭环转变, 闭环状态下与接触体形成拟态构件长度也有变化的变结构机构, 开环到闭环转变中自由度和约束也呈现非连续变化. 提出了非连续约束的变结构运动机构的概念, 建立了非连续约束的表述方程, 这类机构的驱动和控制设计是机器人运动系统进一步提高性能和效率的关键之一. 借鉴生物脊椎-外周运动神经系统对运动的控制策略, 提出这类机构的运动控制和驱动策略, 并指出腿式机器人未来发展必须解决的若干关键问题.     

未来建筑物穿"新衣"

未来的建筑物将能“穿上”可变形而且能够产生能量的“外衣”,看起来就像是穿上了蓝色粗斜纹棉布。发展这种“外衣”的加拿大公司说,“外衣”可以根据建筑物的形状随意变形,这样的设计大大增加了能产生太阳能的有效区域面积。发明者希望这种可创造能量的材料能使建筑师在设计复杂、有“曲线”的建筑物时,建筑物的表面仍然能够携带太阳能电池。我们可以想象有这么一天,像音响和手机电池这样的个人消费品可能也会利用“粗斜纹棉布———动力”来充电。与传统的太阳能电池不一样的是,这种新式又价廉的材料并不是以刚硬的硅板为基础。实际上,它…     

基于树蛙脚掌的仿生六棱柱表面边界摩擦研究

湿润环境下软材料的摩擦受固液气多介质作用,一直都是摩擦理论的难点.师法自然,我们从自然界获取灵感,由树蛙脚掌能在湿环境中产生极强的摩擦力,来研究软材料在湿环境中的摩擦特性.本文表征了树蛙脚掌的结构和摩擦力,发现在边界摩擦状态下,界面间极薄的液膜有助于增大摩擦力.在树蛙脚掌湿摩擦力的启发下,设计制造出了一种仿生六棱柱增摩表面.通过对摩擦力表征发现,其边界摩擦能达到干摩擦的50倍.与光滑表面相比,仿生六棱柱表面能够产生稳定且持久的边界摩擦力,六棱柱表面亲水比疏水也有着更优异的边界摩擦性能.该研究结论有助于人们进一步认识软材料的湿摩擦机理,可以进一步帮助设计制造更强的湿吸附仿生表面.     

即将问世的"混种"机器人

在20世纪80年代,好莱坞曾推出过一部有关机器人的科幻影片,内容是说由于机器人的脑中植入了动物细胞,机器人变得像人一样会思考,并且和人争夺统治世界的霸权,这部名为"未来世界"的科幻电影收到了极高的票房价值.今天,影片"未来世界"中的预言部分已经正在付诸实践.一些科学家甚至认为,到2030年,计算机或机器人将拥有和人类大脑一样的储存容量和处理速度,甚至能完全代替人类思考.     

在这里遇见“未来”

正懂情感的机器人、会思考的防火墙、能弯曲的显示屏、无人操控的中央空调……它们,或许就是人类通往"未来"的"任意门"。超越现有科技水平的创新型"黑科技",描绘着未来生活的图景。科技的背后,无不流淌着创新的基因。就像人类无数次抬头仰望星空,总在探索天际浩渺、时空深邃,以期给未来一声问候。随即,我们惊叹人类智慧对于自身的一次又一次超越,未来的画卷便如此展开。"会恋爱"的机器人不止在电影里跟机器人"谈恋爱",这是真的吗?小i机器人做你的贴心男(女)友。小i机器人能够读懂你的喜怒哀乐,能完成生活咨询、金融通信服务,