1、微型磁化機器人微型磁化機器人成為生物技術研究的“倉庫”工人，可以非常精確地移動和沉積微小的液滴。在生物技術研究中使用微流體的科學家通常依靠大型笨拙的機器來管理樣品，但是這一修補工作有一天可以由微型機器人處理，從而使過程效率更高。加利福尼亞大學洛杉磯分校（UCLA）的工程師正在朝著這樣的未來努力，他們已經開發了一組小型圓盤形機器，其功能類似於“倉庫機器人”，可以非常精確地移動和沉積微小的液滴。磁鐵控制的微型機器人對生物技術研究意義重大研究的資深作者薩姆·埃米納尼亞德說：“我們受到網絡移動機器人系統對製造業，存儲業和分銷業的變革影響的啟發，例如那些用於在亞馬遜倉庫有效地分類和運輸包裹的行業。” “因此，我們著手在微流體環境中實現相同水平的自動化和移動性。但是我們的“工廠地板”要小得多，大約只有您的手掌大小，而我們的貨物（液滴）則只有十分之幾毫米。”該工廠車間的面積約為索引卡的大小，並配有內部結構和測試托盤，可容納少量液體。這些機器人的直徑約為2毫米（0.08英寸），並由集成在平臺中的電磁磚操縱，這些電磁磚以預定的路徑以每秒10釐米（4英寸）的速度拖拉它們。該論文的共同主要作者余文卓說：“我們設定了打開和關閉瓷磚的時間和位置，以引導鐵機器人通過它們的指定路線。” “這使我們可以讓多個機器人在同一空間中以相對較快的速度工作，以高效地完成任務。”以此方式，磁性機器人能夠一起工作以執行某些工作。在一項實驗中，三個機器人合作移動和操縱了人類血漿樣本，作為癌症生物標誌物測試的一部分。他們還具有將一個較大的液滴切割成較小的，相等的液滴以進行一致測試的能力，將液滴沉積到測試托盤中，以及將不同的流體合併為單個樣品。研究稱：“就像移動和跨協作的亞馬遜機器人改變了物流業一樣，我們的技術可以改變與生物技術相關的各種產業，包括醫學診斷，藥物開發，基因組學以及化學和材料合成。”共同通訊和資深作家迪諾·迪卡洛（Dino Di Carlo）。這些領域傳統上使用的是冰箱大小的“液體處理”機器人。使用更小的鐵機器人，我們有潛力在相同的原材料和相同的時間內進行更多的實驗，併產生更多的數據。
”2、日本建築機器人HRP-5P日本國家先進工業科學技術研究院（AIST）研發了一個原型機器人HRP-5P，該機器人旨在在人手短缺的情況下在建築工地上工作。HRP-5P機器人旨在幫助應對該國出生率下降和未來潛在的勞動力短缺問題毫無疑問，HRP-5P機器人速度緩慢，但精度卻驚人，它可以撿起一塊石膏板並將其擰入牆壁，可用於在複雜的建築環境中複製人類的動作，這預示著仿人機器人可以取代更多人類工作的未來。
3、像植物一樣生長的MIT機器人麻省理工學院的機器人專家開發了一種新的機器人，該機器人的肢體有些像植物，其部位可以在舉起重物之前穿過狹窄的空間。該機器人的自行車鏈狀臂顯然具有足夠的柔韌性，可以在或多或少的任何空間中找到自己的方式，但也足夠堅硬，可以提起負載或施加扭矩。鏈條通過沿著互鎖的3D打印塊拉動而自身延伸，當固定在一起時，它們會延伸臂。絞車用於轉動鏈條，通過一組電機將其輸送，這些電機可以進行編程以將塊鎖定為不同的配置。通過將一些塊鎖定在一起，而將另一些塊解鎖，可以使臂以不同的形狀和方向生長。一旦完成任務，機器人就可以縮回手臂，並以不同的配置重新伸出以適應新任務。機器人旨在解決“最後一隻腳的問題”，本質上是機器人到達目的地後如何處理任務的問題。以前嘗試過使用柔軟的材料來解決最後一隻腳的問題，例如膨脹氣球狀的材料，但這些材料往往無法支持有用的工具，例如抓手，照相機和其他傳感器。因此這項新技術儘管靈活，但不足夠堅固，其可以支撐的重量不超過1磅（0.5千克）。
4、微型無人機Fly Cro Tug斯坦福大學研發的微型無人機Fly Cro Tug可以抓取和搬運重物，打開車門。2018年早些時候，波士頓動力公司透露，其Spot Mini機器人現在能夠使用機械手打開門。但是，儘管它叫Mini，但它的四足機器人可能還不夠小，無法進入狹窄的空間或穿越地震造成的廢墟。微型無人機可能更適合這種情況。如果它也可以做一些繁重的工作，那就更好了。斯坦福大學的研究人員已經修改了微型飛行機器人，以便它們可以蹲下並移動其重量40倍的物體。斯坦福大學的研究人員將他們的作品命名為Fly Cro Tug，名字充分描述了其功能——飛行、蹲伏和拖拽。Fly Cro Tug的體積小，意味著它可以在狹小的空間中飛行並與人保持非常近的距離，這將在搜索和救援情況中派上用場。小型無人機可以飛到災難現場，降落並暫時將自己固定在各種地面上。這要歸功於壁虎啟發的用於光滑表面的粘合劑或32種鉤狀的微脊柱，它們受到昆蟲的刺激而形成了粗糙的表面，這兩種材料都是先前在仿生和靈巧操作實驗室開發的。實驗室的馬克·庫特科斯基說：“黃蜂可以迅速飛到一塊食物上，然後，如果東西太重而無法起飛，它們就會沿著地面拖動。” “因此，這是我們採取的方法的開始靈感。”每個FlyCroTug都裝有一個小型絞車，以便在降落時，山雀可以將其重量拉至其重量的40倍，放下攝像機，放下攝像頭，以使救援人員可以觀察該區域甚至打開門。在關閉的門作為障礙的情況下，單個FlyCroTug可能會發現按住把手並拉動門會產生一點點負擔，因此研究人員讓其中兩個一起工作。人們傾向於將無人機視為飛行和觀察世界的機器，但是飛行昆蟲會做很多其他事情，例如行走，攀爬，抓握，搭建，社交昆蟲甚至可以合作來增添力量。通過FlyCroTug，證明了能夠固定在環境中並與其他無人機協作的小型無人機可以執行通常分配給類人機器人或更大機器的任務。
5、泡沫送貨機器人儘管我們已經看到了很多旨在將包裹運送到人們家中的機器人，但其中大多數機器人都受到房屋前路的阻礙。東京的Amoeba Energy（變形蟲）開發了一種解決方案，採用履帶式機器人的形式，該機器人使用軟泡沫輕鬆爬上樓梯並越過其他障礙物。變形蟲的泡沫機器人，其特徵是採用海綿狀但耐用的EPDM（乙烯丙烯二烯單體）材料製成的類似卡特彼勒的履帶。“軌道本身是由柔軟的材料製成的，因此它可以根據任何樓梯的形狀自行變形，”總工程師久井喜成（Yesei Kujirai）告訴我們。“這有助於最大化接觸表面，使其非常穩定。”到目前為止，EPDM經受了五個月的測試和演示，幾乎沒有磨損。儘管機器人的馬達，電池組和其他電子設備都很堅硬，但其主體也被柔軟的泡沫覆蓋。包括此功能是為了保護可能會靠近機器人的人，以防它摔倒。Kujirai說：“亞馬遜正在嘗試創建一個最後一英里的送貨機器人，但它不能真正地上下樓梯，因此仍然需要一個人從他們家門口撿起東西。” “我們相信，可以爬樓梯的柔軟，人性化的機器人將是完成交付自動化的最後一部分。”變形蟲現在正在研究一種自動商用的機器人，稱為AE-01，該機器人將能夠承載高達6千克（13磅）的有效載荷。
6、自動塊機器人M-Blocks麻省理工學院的計算機科學和人工智能實驗室（CSAIL）開發了一款自動塊機器人M-Blocks。這是一組可以滾動，跳躍，旋轉和排列成不同形狀的機器人立方體，它們可以互相認出，並堆成所需的形狀。Blocks內部裝有飛輪，飛輪以20,000 rpm的轉速旋轉。當這些剎車突然制動時，角動量會沿該方向推動滑塊，讓它們旋轉和翻轉。一個孤獨的塊機器人沒有多大用處，但是他們的想法是他們可以聚在一起完成更有趣的任務。為此，它們在每個邊緣和麵都嵌入了磁鐵，以使其卡在一起，並且在每個面上具有獨特的圖案，以使它們彼此識別。麻省理工學院稱它們為“ M塊”。“ M代表運動，磁力和魔力，” CSAIL主管Daniela Rus說。“'運動'，因為立方體可以通過跳躍來移動。“磁鐵”，因為這些立方體可以使用磁體連接到其他立方體，並且一旦連接，它們就可以一起移動並連接到組裝結構。“魔術”，因為我們看不到任何活動部件，並且立方體似乎是由魔術驅動的。”研究人員證明，擁有16個M塊的自主團隊可以完成團隊合作，例如將自己排成一條線，跟隨其他塊上標記的箭頭或移向光源。當它們足夠靠近在一起時，它們會磁性地卡在一起。從那個位置，他們甚至可以通過“向上”扔自己而彼此爬上。一旦位於其他塊的頂部，它們就可以向下滾動，一次只換一個面。M區塊在實現其目標方面相當有效，成功率約為90％。例如，在在線實驗中，對這些塊進行編程以查看它們的鄰居並弄清楚它們是否連接到正確的位置。如果不是這樣，它們將朝一個方向滾動直到到達行尾。儘管這些測試僅涉及16個模塊，但該團隊表示該技術具有可擴展性，未來的應用群可能達到數百，數千甚至更高。該研究的主要作者約翰·羅曼尼辛說：“關於我們的方法的獨特之處在於，它價格便宜，功能強大，並且可能易於擴展到一百萬個模塊。” “ M塊可以以一般方式移動。其他機器人系統具有複雜得多的運動機制，需要很多步驟，但是我們的系統具有更高的可擴展性。”這些擁擠的機器人塊不僅可以做些絕招，還可以做更多的事情。該小組表示，最終他們可以投入工作來建造臨時結構，例如樓梯，以幫助人們進行檢查或應對災難。他們還可能最終用於製造業，醫療保健或遊戲應用。
7、HyQReal四足機器人新一代HyQReal四足機器人如今已經可以拖曳三噸重的客機！對於這個不比機器狗大很多的液壓驅動機器人，這是令人印象深刻的力量展示。HyQReal的長度為133釐米，高為90釐米（4.3 x 3英寸），而總重量為130千克（287磅）。在引擎室中是一個48 V電池，該電池為四個電動機提供動力，這些電動機最多可連接四個液壓泵以使機器人運動。同時，一臺計算機可以幫助HyQReal導航周圍的環境。所有這些都包裹在鋁製防滾架中，並由凱夫拉爾纖維，玻璃和塑料製成的蒙皮。該機器人是由IIT-Istituto Italiano di Tecnologia的科學家開發的，該科學家最近將其能力推到了意大利熱那亞機場的極限。該團隊將HyQReal連接到Piaggio P180 Avanti，一架長度為14.4 m，翼展為14 m（47和45 ft），重達3,300千克（7,275磅）的小型客機上。拖曳的最初，機器人用橡膠腳看上去確實很掙扎，但是卻可以一隻腳緊接著另一隻腳，在相對較短的距離內將飛機緩慢拖入高速公路。儘管這是一個令人印象深刻的奇觀，但該研究項目的總體目標是開發可以在災難情況下幫助人類的機器人。您可以想象HyQReal利用這種牽引能力從倒塌的建築物中拉出巨大的瓦礫。IIT的Dynamic Legged Systems實驗室項目負責人Claudio Semini說：“拉飛機使我們能夠展示機器人的力量，動力自主性和優化的設計。”
8、蜂鳥機器人普渡大學的研究人員建造了一隻受蜂鳥啟發的無人機，並使用根據鳥類自然飛行模式訓練的算法教其飛行。普渡大學的蜂鳥機器人幾乎與峰鳥一樣大，它的翼展為17釐米（6.7英寸），重量相當於普通成年蜂鳥的重量-纖細的12克（0.4盎司）。另外，它可以舉起兩倍於自身重量的重量，最大可達27克（0.95盎司）。它全部包裹在3D打印的機身中，該機身帶有由碳纖維和薄膜製成的機翼，機翼可以以高達40 Hz的頻率拍動。最重要的是，它可以像蜂鳥一樣飛翔。這比機器人聽起來要令人印象深刻–這些毫不張揚的小鳥可以起飛一些鳥類所知的最瘋狂的空中特技，包括在0.2秒的時間內將鼠標懸停並旋轉180度。研究人員觀察了活蜂鳥中的這類動作，並從中構建了算法，然後將其編入現實的蜂鳥行為計算機模擬中。然後將其用於教導機器人飛行。管蜂鳥啟發的無人機不一定是最快或最遠的飛行器，但它們改進的機動性和相對較小的尺寸意味著它們可以穿越其他機器人無法容納的空間。研究人員以在災難發生後將無人機送入倒塌的建築物為例，以幫助尋找倖存者或評估損失。有趣的是，該機器人沒有攝像頭，因此尚無法看到，但是通過電子觸摸感和可以分析這些觸摸的AI算法，它可以在黑暗中正常導航。
9、漫遊機器人AntBot通常，當我們聽說能夠在戶外獨立導航的機器人或其他設備時，就可以知道它們使用GPS。但是，法國科學家已經開發出了另一種選擇，例如六足形機器人可以像螞蟻一樣導航，無需GPS。該機器是由CNRS研究所和艾克斯·馬賽大學的研究人員開發的，被稱為AntBot。它的導航系統基於Cataglyphis沙漠螞蟻的導航系統，它可以從其殖民地行進數百米而不會丟失。大多數覓食螞蟻都可以通過沿著信息素的蹤跡找到返回自己的殖民地的途徑，它們在尋找食物時會沉積在地面上。但是，在Cataglyphis的沙漠棲息地，炎熱的陽光會迅速燒掉這些信息素。相反，螞蟻以兩種方式定向自身。首先，它通過注意其相對於天空中偏振光模式的位置來確定其前進方向-不管是晴天還是陰天，螞蟻的眼睛都可以看到這些偏振光。其次，它確定它多遠通過計數其步驟行進，並通過光流 -後者僅僅指的是一個過程，其中觀察者視覺筆記它們通過在它們的環境表面和物體如何迅速通過。AntBot結合了自己的這種兩管齊下的方法。它配備了一個光學羅盤，可用於根據天空中的偏振光檢查其航向，以及一個光學運動傳感器，可用於從視覺上確定其從起點走了多遠。該設置使機器人可以探索其周圍長達14米（46英尺）的距離，並以高達1釐米（0.4英寸）的精度回到其基座。現在希望在GPS不可用或不切實際的情況下，有朝一日可以使用2.3千克（5磅）的AntBot的後代來自動穿越崎disaster的地形，例如災難現場。
10、醫用微型機器人：自動改變形狀以在體內遊動EPFL和蘇黎世聯邦理工學院的研究人員開發出了一款醫用微型機器人，可以根據周圍環境自動變形。這意味著，它可以在您的身體中游動、爬行，輸送藥物或擦洗您的動脈等。該微型機器人由像摺疊紙一樣摺疊的生物相容性水凝膠層組成，這種方案在其他許多設計用於人體的微型機器人中也可以看到。微小的磁性粒子被嵌入到材料中，因此可以使用變化的電磁場從體外驅動它。但是，這些新機器人在設計時也具有一定的自主權-它們會根據周圍的環境改變形狀，將自己摺疊並展開為最有效的形狀。例如，研究小組發現，管狀主體和平坦的船尾尾槳是在低粘度液體中游泳的最佳設計，而螺旋形狀則可以更好地通過粘性更大的液體。為了讓機器人自己在兩種形狀之間進行轉換，研究小組對其進行了設計，使其由較高的蔗糖濃度觸發。這項研究的首席研究員Selman Sakar解釋說：“我們的機器人具有特殊的成分和結構，可以適應正在流動的流體的特性。例如，如果它們遇到粘度或滲透濃度的變化， ，他們修改形狀以保持速度和可操縱性，而不會失去對運動方向的控制。”研究人員通過將機器人穿過設計成模仿血管的狹窄玻璃管中來測試機器人，它們在其中以不同速率流動的不同粘度的流體中游動。這有助於團隊確定在哪些環境中哪種形狀更好。該團隊多年來一直在開發微型機器人，但這些機器人似乎是迄今為止最先進的。將來，這項工作可能會導致機器人將藥物直接遞送到需要藥物的身體部位，甚至儘可能無創地進行手術。
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