2018年是機器人技術和機器人開發大豐收的一年──無論是家庭、工業、醫療、生物和玩具等產業都在各自領域取得了顯著的進展,帶來更新的機器以及先進的人工智慧(AI)。

然而,今年也發生了幾起令人遺憾的壞消息,事實上,像生產Baxter機器人的Rethink Robotics因為銷售狀況不佳而倒閉了。同樣地,社交機器人Jibo的情況也是如此,Jibo公司幾乎整個消失了,還有一家Mayfield Robotics的家庭助理Kuri一樣無疾而終。

Robot Intro

(來源:Franck V via Unsplash)

如同任何技術一樣,當新的硬體進入市場時,舊技術可能會被淘汰或者加以更新成為最新版本,2018年在機器人領域可以看到一些新的進展,並正以各種方式改變著我們的生活。從家庭助理到協助改善環境,機器人將繼續發展,承擔我們分配給他們的任何任務。在今年的最後一週,我們將以圖集回顧過去一年來推出的新機器人及其不可錯過的技術,並預測來年的新機器人發展趨勢。

1: Atlas機器人大秀「跑酷」新招

Boston Dynamics Atlas

(來源:Boston Dynamics)

波士頓動力(Boston Dynamics)的Atlas人形機器人(基於PETMAN)自2013年亮相以來已經走過了漫長的道路。這款機器人剛剛推出時,由美國國防部先進計劃署(DARPA)進行監督。DARPA專案經理Gill Pratt還把Atlas與一名1歲幼童相比較,他說:「一個1歲的孩子幾乎不會走路,1歲的孩子經常會摔倒。但當你看到這個機器人並與科幻小說相比較時,你就會知道這正是我們現在的進展。」

光達(Lidar)則有助於避開障礙物並導航地形。它現在能跑步、跳過障礙物,甚至還會後空翻。

2: MINERVA-II探測機器人捕捉Ryugu小行星動態

JAXA Hayabusa

(來源:JAXA)

日本宇宙航空研究開發機構(JAXA)幾個月前登上了報紙頭條,當時其MINERVA-II漫遊探測器從無人駕駛的隼鳥2號(Hayabusa2)太空船投放,成功著陸小行星「龍宮」(Ryugu)。一抵達小行星表面,2台機器人漫遊車(Rover-1A和1B)即脫離載具並成功拍攝到小行星的影像和視訊,象徵全世界第一個在小行星表面移動的機器人觀測。

漫遊車在小行星的低重力場中跳躍,使用載具內部一對旋轉質量產生的扭矩。每部漫遊車配備立體攝影機、廣角攝影機和溫度計,而太陽能電池和雙層電容器則提供動力。

3: Sony限量版電子狗Aibo

Sony Aibo

(來源:Sony)

Sony在1999年推出第一代Aibo機器人寵物狗,如今已經發展到第四代了,最新的是ERS-1000。相較於之前的版本,最新版本配備了超緊密的單軸和雙軸致動器,為機器寵物提供了更自然的動作——包括搖搖尾巴和耳朵、嘴巴和爪子動作等等。

Aibo配備了一對相機——有魚眼和SLAM(同步定位和製圖),用於導航和辨識障礙物。相機以及感測器套件(ToF、測距、壓力、電容等)讓機器狗能夠辨識別人臉。深度學習演算法幫助機器人辨別讚美、微笑等表情以及對撫摸的反應能力。Aibo剛剛在美國以2,899美元的價格上市,這對於那些不想花太多時間照顧寵物的人來說是個很棒的聖誕禮物。

4: 可因應環境調整的模組化變形機器人

Cornell Modular robot

(來源:Cornell University via YouTube)

美國康奈爾大學(Cornell University)的工程師開發了可自動變形的模組化機器人,能夠自行適應周圍環境,並根據所需任務重新配置自己。在必要時,機器人還能夠拆卸和更換損壞的元件。這款機器人配備帶有磁鐵的輪式和立方形模組,使其得以彼此連接和分離以便於自行重新配置。

每個模組都配備了Wi-Fi,使其得以彼此通訊,並使用集中式系統處理來自機器人的資料。這些模組連接到配備攝影機和機載電腦的感測器平台,用於分析機器人的周圍環境,為機器人提供環境概況,使其得以自行重新配置以因應指定的任務。

5: 機器人皮膚將物體變成機器人

Yale Robotic Skin

(來源:Yale via YouTube)

耶魯大學(Yale University)的研究人員設計了一種機器人皮膚(OmniSkins),能夠使用帶有嵌入式感測器和致動器的彈性片,將無生命的物體轉變為機器人。例如,當放置在可變形物體(填充玩具、絨毛公仔)時,這種機器人皮膚可以根據物體的屬性為物體設置動畫並執行各種任務(運動、抓取和移動物體等)。

還可以使用一個以上的機器人皮膚,完成更複雜的動作和運動,包括同時壓縮和彎曲,讓泡綿管可以像毛毛蟲一樣移動,或甚至是設計一件可以糾正不良姿勢的襯衫。

6: Bolt機器人教大小朋友學習STEM

Sphero Bolt robot

(來源:Sphero)

今年,Sphero趕搭‘STEM’ (科學、技術、工程與數學)學習的潮流,推出了Bolt可編程滾動機器人,搭載8 X 8矩陣顯示器,以及可用於追蹤速度、方向與加速的先進編程感器。使用者可利用Sphero EDU平台為各種遊戲編程Bolt、為矩陣顯示器客製文本,甚至使用機器人的整合IR感測器與其他Bolt機器人互動。

7: 獅子魚的剋星——水下自主機器人拯救生態系統

WPI Hunter Killer robot

(來源:Worcester Polytechnic Institute)

伍斯特理工學院(Worcester Polytechnic Institute;WPI)的學生正著手開發一種自主的海底獵人/殺手(Hunter/Killer)機器人,可以主動搜尋並獵殺困擾著加勒比海的獅子魚入侵——這種獅子魚甚至已經威脅到珊瑚和海洋生態系統。

這種水下機器人裝備有八個浮力矛的桶形轉盤(類似於左輪手槍)。機載攝影機系統主動在預先確定的操作區域中搜索獅子魚,一旦發現獅子魚就會向其發射矛,然後浮出水面進行採集。

這種機器人還利用了AI、電腦視覺和機器學習系統,以區分「敵人」和「朋友」,這是經過為機器人輸入上千張獅子魚影像訓練,才達到確辨識的能力。學生們並展示在AI平台輸入成千上萬張不能成為瞄準目標的圖片,主要是潛水員以及其他水生動物。至今,機器人的準確率超過95%,然而,開發學生希望在不久的將來更進一步改善。

8: RSTAR機器人「連滾帶爬」避開障礙物

Ben-Gurion RSTAR robot

(來源:Ben-Gurion University of the Negev via YouTube)

以色列本•古里安大學(Ben Gurion University)的研究人員開發出一種新型機器人,可以滾動、爬行和攀爬以避開障礙物,也可以在狹窄的空間行動,適合進行搜尋和救援行動等任務。被稱為‘RSTAR’(Rising Sprawl-Tuned Autonomous Robot)的這種機器人兩臂各配備一排圓形輪子。當在平坦的表面上行動時,它會啟動圓形的輪子,而在遇到不平的地形時,則會翻轉並使用兩邊的輻條,讓機器人爬行或攀爬。

如果機器人遇到難以通過的地形時,還可以伸出手臂,讓身體向前移動,然後再將手臂移回原位。更重要的是,它能夠使用輻輪在水管和牆壁上行進,深入一般機器人無法觸及的區域。

9: 下一代微型機器人水上水下行走自如

Harvard HAMR Robot

(來源:Harvard)

2018年開始出現了微型機器人,而哈佛大學(Harvard University)最新研發的快哈佛步行微型機器人(Harvard Ambulatory Microbot;HAMR)可能是其中最特別的,因為它能夠在陸地、水面和水下行走,開啟了新的探索領域。新一代HAMR在2013年設計,使用了23個以雷射切割特定樣式的微觀材料層,例如切割成腿的形狀。機器人的每條腿(共4條)配備一對微型致動器,為其提供了巨大的機動性。

最新版HAMR機器人的每條腿支援配有襟翼的腳墊,提供表面張力,使其能夠在水上行走。而當行走於水面下時,則會經歷電潤濕過程,以減少腳墊的接觸角,讓機器人得以下沉。而當回到陸地行走時,它需要一個爬升的坡道,這是研究人員希望在未來版本改進的部份。

10: HRP-5P施工機器人緩解日本工人短缺?

AIST construction robot

(來源:AIST)

日本産業技術綜合研究所(Institute of Advanced Industrial Science and Technology;AIST)的工程師正在開發HRP-5P機器人,期望協助因應日本當地建築工人短缺的現狀。機器人並不是什麼事都能做的「萬事通」,但是可以處理一部份任務,例如準確地懸掛乾牆或膠合板。

這款機器人結合使用一系列的物體和環境檢測,以及全身運動以執行任務。 AIST希望將機器人用於工地中較繁重的任務,讓人類工作人員專注在輕型、低危險的工作上。

這些機器人只是今年新推出的機器人技術和機器人開發計劃中的一部份,其他還有許多機器人已經開發完成並應用於各種不同的產業中。機器人技術正不斷地融入我們的生活,例如家事服務和女傭機器人已經存在多年,遠端機器人手術也在迅速成為醫院的常態,此外,機器人自動化也正以前所未有的速度推動製造業的發展。

我們可以預期這些機器人技術趨勢將會持續下去,甚至將隨新技術出現而加速發展。無論你喜不喜歡,機器人將繼續在我們的生活中發揮不可或缺的作用,並且可能成為未來的生活必需品,就像網際網路和智慧裝置一樣。

編譯:Susan Hong

(參考原文:Top 10 Robots of 2018,by Cabe Atwell)