90秒速通馬里奧！3D打印的軟體機器手登上ScienceAdvances封面

玩個(gè)游戲也越來(lái)越卷了。

最近，馬里蘭大學(xué)的一個(gè)研究小組利用3D打印技術(shù)制作了一個(gè)軟體機器人手，這個(gè)機器手十分靈活，甚至可以玩《超級馬里奧兄弟》，最關(guān)鍵的是，它玩得還挺上手。

該項研究登上了Science Advances封面，展示了軟體機器人領(lǐng)域的一項有前途的創(chuàng )新。

論文鏈接：

https://advances.sciencemag.org/content/7/29/eabe5257/tab-pdf

軟體機器人固有的安全性和適應性引發(fā)了科學(xué)家對其在假肢和生物醫學(xué)設備等方面應用的興趣。但要真正實(shí)現對軟體機器人彎曲和移動(dòng)等行為的控制，仍然是十分困難的。

馬里蘭大學(xué)機械工程助理教授Ryan D. Sochol領(lǐng)導的團隊，他們所取得的關(guān)鍵突破，正是在于能夠利用3D打印一步完成帶有集成流體電路的完全組裝的軟體機器人。

論文共同第一作者Joshua Hubbard解釋說(shuō)：“以前，軟體機器人手的每個(gè)手指通常需要自己的控制線(xiàn)，這會(huì )限制其便攜性和實(shí)用性?！盚ubbard在作為Sochol在UMD的生物啟發(fā)先進(jìn)制造（BAM）實(shí)驗室的本科研究員期間進(jìn)行了這項研究?！暗峭ㄟ^(guò)3D打印帶有集成流體晶體管的軟體機器人手，它可以只根據一個(gè)壓力輸入就能玩任天堂了?！?/p>

在演示中，團隊設計了一個(gè)集成流體電路，使手能夠根據單一控制壓力的強度進(jìn)行操作。例如，應用低壓力僅使第一根手指按壓任天堂控制器，使馬里奧行走，高壓力則代表跳躍。

在一個(gè)設定的程序指導下，在關(guān)閉、低、中、高壓力之間自主切換，機械手能夠按下控制器上的按鈕，在不到90秒內通過(guò)了《超級馬里奧兄弟》的第一關(guān)。

“最近，有幾個(gè)小組試圖利用流體電路來(lái)增強軟體機器人的自主性”，應屆博士畢業(yè)生、該研究的共同第一作者Ruben Acevedo說(shuō)，“但建造和將這些流體電路與機器人整合的方法可能需要幾天到幾周的時(shí)間，需要高度的手工勞動(dòng)和技術(shù)技巧”。

為了克服這些障礙，該團隊轉向了“PolyJet 3D打印”，這就像使用彩色打印機一樣，但要在3D中把許多層多材料的“墨水”堆疊在一起。

研究報告合著(zhù)者Kristen Edwards說(shuō)：“在一天內，只需少量的勞動(dòng)，研究人員就可以通過(guò)按下3D打印機的啟動(dòng)鍵，擁有一個(gè)完整的軟體機器人，這包括所有的軟體執行器、流體電路元件和身體特征?！?/p>

選擇利用《超級馬里奧兄弟》來(lái)驗證策略，既是出于科學(xué)的考慮，也是出于樂(lè )趣。因為視頻游戲的時(shí)間和關(guān)卡構成是既定的，只要有一個(gè)錯誤就會(huì )導致游戲結束。所以，玩馬里奧也提供了一種評估軟體機器人性能的新方法，這種方法具有獨特的挑戰性，這在以前是沒(méi)有過(guò)的。

除了這個(gè)能夠通關(guān)馬里奧的機器人手之外，在論文中，團隊還報告了以陸龜為靈感的軟體機器人。

該團隊戰略的另一個(gè)重要好處是它是開(kāi)源的，論文開(kāi)放給任何人閱讀，并在補充材料中提供了一個(gè)GitHub的鏈接，其中有他們工作中所有的電子設計文件。

Sochol說(shuō)：“我們免費分享我們所有的設計文件，這樣任何人都可以隨時(shí)下載、按需修改和3D打印”。

“我們希望這種開(kāi)源的3D打印策略將擴大集成流體電路的軟體機器人的可及性、傳播性、可重復性和采用性，同時(shí)能加速該領(lǐng)域的進(jìn)步?！?/p>

相關(guān)報道：

https://www.sciencedaily.com/releases/2021/07/210716131541.htm