攀枝花设备保温 “变形金刚”是怎么变身的?| AI问为什么
“变形金刚”是怎么变身的?|AI问为什么
你是否曾痴迷于《变形金刚》中汽车人瞬间变形的炫酷场景?现实中,科学家们正在让这种变身成为可能。
一个蜘蛛形状的机器人被翻转倒地,它没有求助,也没有被拆解重装,而是在几秒内自动变形成一只小狗,“咕噜”一下翻身站起,接着又迅速切换成螃蟹模样,横着爬开……南方科技大学的实验室里,变胞机器人“72变”的样子就好像现实中的“变形金刚”。
什么是“变胞”?
“变胞”这一概念早于1998年由南科大机器人研究院院长、英国皇家工程院院士、欧洲科学院(Academia Europaea)院士戴建生提出,英文为“metamorphic”,意为“变形、变体、变构”,随后戴建生院士与北航张启先院士共同引入国内并将其翻译为“变胞机构”,灵感来源于自然界生物的metamorphosis。
简单说,就是让机器人自己改变自己的身体结构,像生物一样适应不同环境,无需拆装,一键“变身”。
从第一代到第二代,变胞机器人已实现跨越式升级。南方科技大学机械与能源工程系研究助理教授唐昭介绍,第二代变胞机器人搭载了“眼睛”和“大脑”——包括深度相机、激光雷达、热成像等传感器,甚至接入了当前热的大模型。它能先“看清”周围环境,再通过“思考”自主决定变成什么形态优。
电影里的变形金刚忙着拯救地球,现实中的变胞机器人,则可在人类难以触及的许多地方发挥作用。
在煤矿瓦斯爆炸后的狭窄废墟中,传统机器人可能被卡住。而变胞机器人能“变身”为细长形态,像蛇一样钻过缝隙,再将身体展开,爬越障碍,抵达事故点。
再比如,月球表面环境复杂多变,固定功能的机器人可能因突发地形而“束手无策”。变胞机器人却可以“多试几种形态”,这种“一机多能”的特,让它在端环境中完成任务的概率大幅提升。
不仅如此,变胞机器人还能用于“可重构制造”。唐昭举例,比如一家车企如果要在同一条产线上生产多款车型,传统生产线需要大量调整,而变胞机器人可以通过变换形态和抓取方式,灵活适应不同零件的装配需求,实现“一条产线,多样生产”。
除了会变形的机器人整体,戴建生院士团队还将变胞理念用在了“手”上,研发出了变胞灵巧手,也被称为“类人手”。
唐昭介绍,变胞结构应用于仿人灵巧手手掌设计,赋予灵巧手手掌一定的自由度,使其可以突破现有灵巧手手掌抓持空间和灵巧度的束缚。它既能像人手一样握拳、抓取,又能做到人手做不到的事:比如反握、缩放、不畏高温或低温。
在家庭场景中,变胞灵巧手可以整理衣物、收拾玩具,还能下厨帮忙,作为一把烹饪的“好手”。
联系人:何经理在工业场景中,比如流水线上,铝皮保温面对大小不一的零件,变胞灵巧手可以实时调整自己的手掌大小和姿态,适配不同包装需求,把工人从重复枯燥的劳动中解放出来。
西飞铝业公司从模具设计、制造,铝棒熔铸,型材挤压,型材表处,到产品检测等整个工艺过程,实行全过程微机控制管理。“西飞牌”铝型材全部使用自产铸棒,先进的日本直读式光谱分析仪可以保证铝金化学成分事先控制,确保了化学成分配比,在铸造时,使用了铝钛硼丝进行晶粒细化,通过对铝型材内部金相组织的匀质严格控制,提高了铝型材内在质量,其机械能经日本及国家有关部门鉴定,均达到或超过中国及日本国家标准规定的指标。在挤压工序中采用计算机控制操作,通过低频感应加热器对铸棒进行梯度加热,等温挤压,从而保证了挤压型材晶粒匀细,金相组织优异;通过采用52米得直线牵引马达使牵引机与挤压速度同步,从而减少了挤压制品的扭曲和划伤,确保了型材的型位公差和表面要求;型材表面处理生产线全部为国外引进、国内领先,氧化着色采用了X盐二次点解着色技术,产品色泽典雅高贵、耐候优异、不褪色。电泳工序原料采用水溶丙烯酸树脂,电泳设备为日本全套进口,保证了涂层均匀,光泽优异,涂层具有优越的耐酸、碱、盐、耐沸水、耐候、耐腐蚀。整个表处过程完成实现了程序自动控制,确保了氧化膜着色的颜色,漆膜的内在治疗优异,超过GB5237的指标。表面处理线能够自动回收废酸、废碱,着色液、电泳漆是国内少有的环保生产线。粉末喷涂和氟碳喷涂型材生产线,采用的是瑞士金马魔术换粉顶级设备,上粉率高,所产产品膜层均匀一致,无漏底现象和肥边现象,并且色彩其丰富,可达256种之多。断热节能型材生产线,采用意大利飞幕公司设备,精度高,可使型材隔热条槽口变形均匀,充分保证了隔热型材压部位的剪切力,从而保证了型材根部变形部位应力均匀一致。产品质量达到欧标要求,超过了国标要求
或许不久之后,你家就会有一个能变形、会帮忙的机器人伙伴。它可能是巡逻小区的“机器狗”,也可能是帮你整理房间的“灵巧手”。从科幻走进现实,“变形金刚”不再是幻想,而是正在发生的科学。
策划:陈枫 王海军
统筹:袁佩如 王良珏
采写:南方+记者 许宁宁 昌道励
摄影:南方+见习记者 赵子杰
剪辑:南方+记者 何志豪 龙达洋
设计:吴颖岚 谭唯
