工程師打造兼具力量與靈活性的混合型機器人，輕鬆搞定換燈泡

換燈泡需要多少個機器人？這個問題的答案可能比你想像的還要複雜。東北大學的最新研究顛覆了這個謎題，他們開發出一款既靈活又敏感的機器人，不僅能輕鬆處理燈泡，還能施加必要的扭力。

「我們發現，透過思考機器人的身體結構以及如何為它們製造新材料，我們實際上可以創造出一款兼具剛性和軟性機器人優點的機器人，」東北大學機械與工業工程助理教授Jeffrey Lipton說道。「它像大象的鼻子或章魚的觸手一樣靈活、可延伸且柔順，但也能像傳統工業機器人一樣施加扭力。」

Lipton解釋，目前世界上有兩種型別的機器人：剛性（或硬性）機器人和軟性機器人。剛性機器人是典型的工業機器人，它們自動啟動和停止，以極快的速度執行精確任務，但往往對人類構成極大的危險。「你會想把它們關在籠子裡，因為如果它們移動得足夠快以發揮作用，那它們也可能移動得足夠快來傷害你，」Lipton說。這些機器人擅長旋轉物體，能夠在遠距離施加扭力。

另一方面，軟性機器人則是受到生物啟發的，例如大象的鼻子或章魚的觸手，它們可以在複雜的環境中和人類周圍進行伸展、拉動和互動。「如果我有一個像泳池浮條一樣柔軟的機器人，它可能會拍打我，可能會有點刺痛，但不會造成骨折，」Lipton說。

那麼，這與換燈泡有什麼關係呢？剛性機器人具備必要的扭力，而軟性機器人則具備處理這種精細任務的機動性和靈活性。在《科學機器人》期刊上發表的最新研究中，Lipton開發了一款混合型硬軟機器人。

這款混合型機器人得益於一種新材料，其工作原理類似於連線汽車輪胎和車軸的等速萬向節。Lipton解釋，在汽車中，等速萬向節使輪胎能夠上下移動並彈跳，同時保持車軸的位置和旋轉。但這些萬向節是由硬性、剛性的部件製成的。「我們的萬向節實際上可以做到柔軟、靈活且可彎曲，」Lipton說。「這是一種新型的關節，但你可以對其進行圖案化，然後用它來製造材料。」

這是一種全新的機器人設計方法。「這完全是透過設計形狀來實現的，這使得我們與大多數軟性機器人不同，後者專注於改變化學成分，」Lipton說。這種方法不僅催生了一種新型的機器人手臂，還為「換燈泡需要多少個機器人」這個問題提供了一個新的答案。