【前沿】能够“软化”骨头的机器人

不同的动物针对不同的事物进行了优化，这种优化体现在它们身体的结构中。特别明显的是，动物的骨骼设计可以在陆地上移动，四肢，关节和脚都有多样性。有一些普遍的结构往往运作良好，如臀部和膝盖，脚踝和脚，但如果你看看鸵鸟的骨架和大象的骨架之间的差异，你会明白为何那里有很多摆动的空间。

不幸的是，对于动物而言，优化意味着虽然它们在某些方面非常出色，但它们却在其他方面无法重新优化它们的骨架，但机器人并没有遭受这样的生物限制，科罗拉多州立大学的机器人专家开发了一种小型步行机器人，可以在飞行中融化和固化其骨骼，以优化其腿部适应不同的运动。

制造多模式机器人的传统方法是将拉链或短纤维或胶带或任何不同的形式组合成一个机器人，无论是腿和翅膀，还是轮子和其他，或者你能想到的任何其他组合。这个问题一直被花费在大量机器人上，但这在很多时候可能没用，这是一种低效的处理事情的方式。更有效的方法是使机器人以某种方式重新配置，以便它使用相同的硬件来实现各种功能。

引入具有形状变形接头（SMJ）的机构提出了一种新的重新配置策略，该结构可以是柔性的柔性接头，也可以是刚性的结构。由于机床中有多个SMJ，我们可以通过策略性地软化和固化合适的SMJ来改变其功能，而不会在制造后改变底层机械设计。此外，我们使用驱动机制的相同电机将其转换为其他配置。也就是说，具有SMJ的可重新配置机制可以使自适应机器人能够调整其尺寸，形状或功能可以在不同环境中完成多个任务。

软化PLA的时间仅需10多秒，机器人的关节由一根电线组成，当电压施加时它会加热。有机硅外壳可使PLA保持其形状，同时兼容。根据哪个关节软化，机器人可以在刚性结构，四连杆机构和五连杆机构之间切换，只需两个关节就可以实现这一切。

这个特殊的机器人就像行走机器人一样简单，同时仍然可以利用这些新的关节：它主要是3D打印，并且总共只使用两个执行器来移动所有的四个腿。令人兴奋的是在缩小机器人上使用这个系统，在不增加成本或质量或复杂性的情况下提高功能将变成一个很大的优势。