從「3D打印肌肉」到「意念移動(dòng)機(jī)器」，探訪哥大神秘機(jī)器人實(shí)驗(yàn)室
近日，外媒BusinessInsider（以下簡(jiǎn)稱BI）記者HilaryBrueck獲準(zhǔn)進(jìn)入哥倫比亞大學(xué)博士研究生們的地下實(shí)驗(yàn)室一探究竟，KUKA機(jī)器人維修，在那里，她發(fā)現(xiàn)了很多有趣的東西。
在這個(gè)地下實(shí)驗(yàn)室中，有幾名學(xué)生在試圖用眼神控制機(jī)器人，有幾個(gè)機(jī)器人正在制作披薩口感的西蘭花，還有一些機(jī)器人正在學(xué)習(xí)怎樣幫助癱瘓的病人走路。
援助之手
這個(gè)仿生手套是為喪失了控制手掌和抓取物體能力的中風(fēng)病人研發(fā)的。該系統(tǒng)使用EMG腕帶來(lái)檢測(cè)病人前臂肌肉傳遞出的信號(hào)，從而刺激他們手掌的張合。
介紹完理論之后，博士研究生SangwooPark演示了該技術(shù)由另一個(gè)同事控制手套的抓取功能。然而，當(dāng)該產(chǎn)品開(kāi)發(fā)完成時(shí)，www.twshmhelmet.com，病人可以使用自己的手臂控制該設(shè)備。
該產(chǎn)品設(shè)計(jì)的意愿是幫助病人完成更多需要兩只手才能完成的工作，比如打開(kāi)罐子、擠牙膏、切蔬菜或者提著有兩個(gè)把手的鍋之類。
意念控制的機(jī)器人
博士研究生IretiayoAkinola和他的同事正在開(kāi)發(fā)一款EEG頭套，這個(gè)頭套可以與機(jī)器人進(jìn)行交流（右邊的白色物體）。該系統(tǒng)通過(guò)Akinola頭上的電極帽來(lái)讀取他的大腦信號(hào)。
首先，Akinola凝視著電腦屏幕上其中一個(gè)閃爍的光點(diǎn)。每一個(gè)光點(diǎn)代表著房間的不同區(qū)域，機(jī)器人被設(shè)置為可以在這些區(qū)域工作。當(dāng)Akinola看向其中一個(gè)地方的時(shí)候，EEG電極帽可以識(shí)別出具體的位置。然后計(jì)算機(jī)將向機(jī)器人發(fā)送信息，機(jī)器人則迅速響應(yīng)前去清理該區(qū)域。
該系統(tǒng)仍在完善當(dāng)中。在BI參觀實(shí)驗(yàn)室的時(shí)候，機(jī)器人出現(xiàn)了一些技術(shù)上的故障，但是該團(tuán)隊(duì)希望這項(xiàng)技術(shù)最終能讓人類和機(jī)器人更高效地聯(lián)合工作。
為國(guó)際空間站設(shè)計(jì)的抓取機(jī)器人
博士研究生TianjianChen正在制造的這款早期原型機(jī)是為了讓NASA在國(guó)際空間站的新型浮動(dòng)式Astrobee機(jī)器人中使用的。他希望為Astrobees設(shè)計(jì)一款更加高效的機(jī)器人手掌，在可以抓住如錘子或者足球一類較大的物體的同時(shí)，還能夠用其鉗式抓取握住一些較小的物體（如下圖演示，來(lái)自哥倫比亞的機(jī)器人操作和移動(dòng)實(shí)驗(yàn)室）。
Chen表示原型機(jī)需要「非常巧妙的機(jī)械設(shè)計(jì)」來(lái)讓機(jī)器實(shí)現(xiàn)高效的能源利用。理想情況下，該手掌僅依靠一個(gè)馬達(dá)進(jìn)行運(yùn)作。
食物打印機(jī)
博士研究生JonathanBlutinger在哥倫比亞的「創(chuàng)意機(jī)器」實(shí)驗(yàn)室工作，該實(shí)驗(yàn)室的研究員正在制造一款打印食物的機(jī)器人，他們希望有一天可以讓西蘭花嘗起來(lái)像披薩。同樣的技術(shù)可以定制肉類來(lái)改善營(yíng)養(yǎng)缺乏的情況或者打印出特殊的幫助人們減肥的食物。
「這將成為未來(lái)的健康食譜，」Blutinger說(shuō)。
研究員正在使用藍(lán)色激光二極管使廚房打印機(jī)成為現(xiàn)實(shí)。他們同樣在使用反光鏡對(duì)激光在食物上的落點(diǎn)進(jìn)行微調(diào)，他們表示這可以讓主廚更加容易地控制加熱部位。
機(jī)械肌肉
創(chuàng)意機(jī)器實(shí)驗(yàn)室正在打印出來(lái)的這些黑色的網(wǎng)格狀的肌肉讓機(jī)器人可以在沒(méi)有氣泵、壓縮機(jī)或者其他一些笨重的外接設(shè)備的幫助下自主行走。僅僅需要一個(gè)動(dòng)力源就可實(shí)現(xiàn)。（該3D打印技術(shù)還不能用于人類。）
幫助ALS患者緩解頭痛綜合征的頭套
這個(gè)小裝置為ALS（肌萎縮性側(cè)索硬化癥）患者設(shè)計(jì)，ALS是一種無(wú)法治愈的疾病，會(huì)大幅削弱患者頸部肌肉力量，庫(kù)卡機(jī)器人，讓其不足以支撐病人的頭部。這讓病人很難看到周圍的環(huán)境，甚至吞咽也成問(wèn)題。使用操縱桿，病人（或者陪伴病人的人）可以在這個(gè)支架的幫助下抬起頭。
幫助病人行走的訓(xùn)練系統(tǒng)
該系統(tǒng)為中風(fēng)病人以及老年人和患有腦性麻痹的病人而設(shè)計(jì)。當(dāng)病人在跑步機(jī)上行走時(shí)，研究員可以通過(guò)電線刺激他們的腿部跑上跑下模擬顛簸的力量，從而重新訓(xùn)練一個(gè)人行走的方式并且在行走過(guò)程中糾正錯(cuò)誤。該系統(tǒng)已經(jīng)在兩名中風(fēng)病人身上進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)，經(jīng)過(guò)15個(gè)階段的訓(xùn)練，兩名病人的步伐均有所提升。