移动电机可以为机器人组装复杂结构铺平道路 - 包括其他机器人。

多年前，麻省理工学院的Neil Gershenfeld教授有一个大胆的想法。由于世界上所有的生物都是用20种氨基酸组合而成的，他想知道：可能有可能创造一个只有20个基本部件的套件，可以用来组装所有不同的技术产品。世界？

从那以后，Gershenfeld和他的学生一直在这个方向上取得稳步进展。本周在国际机器人大会上展示的最新成果包括一组五个微小的基本部件，可以组装成各种功能设备，包括一个可以在表面上来回移动的小型“行走”电机或转动机器的齿轮。

以前，Gershenfeld和他的学生们表明，由许多小的，相同的子单元组装而成的结构可以具有许多机械性能。接下来，他们证明了刚性和柔性零件类型的组合可用于创建变形飞机机翼，这是航空航天工程的长期目标。他们的最新作品增加了运动和逻辑的组件，并将在Gershenfeld和麻省理工学院研究生Will Langford在芬兰赫尔辛基举行的小规模操纵，自动化和机器人国际会议（MARSS）上发表。

他们的工作提供了当今构建机器人的方法的替代方案，这些方法主要分为两种类型：定制机器运行良好但相对昂贵且不灵活，以及可重新配置的机器人牺牲性能以实现多功能性。在新的方法中，Langford提出了一套五毫米级的组件，所有这些组件都可以通过标准连接器相互连接。这些部件包括以前的刚性和柔性类型，以及电磁部件，线圈和磁铁。在未来，该团队计划从更小的基本部件类型中进行制作。

使用这个简单的微型零件套件，Langford将它们组装成一种新型电机，可以分离机械步骤移动附件，可用于转动齿轮，以及将这些步骤转变为运动的电机的移动形式，允许它以一种让人想起移动肌肉的分子马达的方式“穿过”表面。根据特定任务的需要，这些部件也可以组装成用于抓握的手或用于行走的腿，然后随着这些需求的改变而重新组装。Gershenfeld将它们称为“数字材料”，可以可逆地连接的离散部件，形成一种功能性的微型乐高积木。

新系统是朝着创建标准化部件套件迈出的重要一步，这些部件可用于组装具有适合特定任务或任务集的特定功能的机器人。然后可以根据需要以各种形式拆卸和重新组装这种专用机器人，而无需为每种应用从头开始设计和制造新机器人。

兰福德的初始发动机具有类似蚂蚁的能力，能够提升自身重量的七倍。但是如果需要更大的力量，可以添加许多这些部件以提供更多的功能。或者如果机器人需要以更复杂的方式移动，这些部件可以分布在整个结构中。可以选择构建块的大小以匹配其应用; 该团队已经制作了纳米尺寸的零件来制作纳米机器人和米尺寸的零件来制作megarobots。以前，在这些长度范围极端的每一个都需要专门的技术。

“一个新兴的应用是制造可在狭窄空间内工作的小型机器人，”Gershenfeld说。例如，在该项目中组装的一些设备小于一分钱但可以执行有用的任务。

为了构建“大脑”，Langford增加了包含毫米级集成电路的部件类型，以及一些其他部件类型，以便在三维空间中连接电信号。

这些结构的简单性和规则性使得它们的组装相对容易自动化。为了做到这一点，Langford开发了一种新型机器，就像三维打印机和制造电子电路的贴片机之间的交叉，但不同的是，这一机器可以直接从数字设计生产完整的机器人系统。Gershenfeld表示，这台机器是该项目最终目标的第一步，即“制造一个可以从装配部件中装配出来的装配工”。

“标准化是微机器人中一个极其重要的问题，它可以降低生产成本，从而提高对这种技术的接受度，使其达到常规工业机器人的水平，”微机器人与控制工程部门负责人Sergej Fatikow表示。在德国奥尔登堡大学，与这项研究无关。这项新工作“解决了从一小组标准构建模块中组装复杂的微机器系统的问题，这可能会彻底改变微机器人领域，并在小规模上开辟了大量应用，”他说。

“这项工作改变了我们对结构，驱动和控制一体化的思考方式，”Moog公司的首席技术官George Small说道，该公司是一家领先的机器人执行器制造商，也与这项工作无关。“它为新设计，组装和重用这些有源结构的方式打开了大门，为我们的客户提供创新的解决方案，”他说。

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