拔地而起的大树？不，那些是正在“成长”的机器人

大家猜猜，这是什么？

像不像一根树苗拔地而起成长为大树？

不，其实它是一个机器人！

准确的来说不是一个机器人，而是一个数字化的制造平台——

Fiberbots

Fiberbots融合了协同机器人制造技术，能够生成高度复杂的材料架构。

这样一个数字化制造平台由一群机器人和一个控制系统组成。

每个机器人将玻璃纤维长丝缠绕在自身周围，以形成高强度的管状结构，这些结构可以并行构建并交织在一起，以快速创建建筑结构。

同时每一个机器人是可移动的，并使用自带的传感器反馈当前的环境信息，基于控制系统预先设计的系统协议来控制每个单独管的长度和曲率。

其实， Fiberbots 也并不是凭空造出来的，而是以自然界中吐丝的蚕儿和蜂巢的结构等为灵感，并以玻璃纤维长丝为介质。

这使得设计人员能够通过简单的控制系统参数来达到预期的设计结构，而不用单独对每一个机器人进行调整。

协同工作

其实不难看出，Fiberbots拥有了大自然中最珍贵品质之一的协同。

将原有的针对单个机器人的问题转化到了针对一簇机器人，简化了整个机器人控制。

同时还参照了各种生物通过利用层次结构来控制和优化多种材料属性的技术。

例如，蜘蛛可以旋转蛋白质纤维来编织丝网，具有调配局部和整体的材料特性，调整其材料的成分和纤维放置的位置，以创建强大而灵活的蜘蛛网。

看到这里，不免将Fiberbots与3D打印技术联想在了一起，后者是一层层地打印，前者是一卷卷地打印，但是都是通过对材料的堆叠来生产出特定的形状和结构。

为了获得丰富的结构特性，Fiberbots还支持多种多样的纤维织造模式。

用同样的材料，既可以制造出一个又矮又小又紧实的水泥墩，也可以制造出又高又疏的大竹篮。

群体建筑的新思路

目前在群体建设方面的大多数研究工作集中在模仿传统建筑方法的离散建筑构件（例如，块或梁）的聚合上。

换句话说只是换了一个人搬砖而已。

通常，这些系统围绕特定的模块化或预制组件进行开发，极大地限制了复杂结构的可能性。

而Fiberbots的出现则通过群体制造的方法从根本上改变数字结构，产生远大于机器人尺寸的产品和物体。

同时通过提供机器人编织等新颖的制造工艺，结合其非分层结构的特点，降低了数字化结构时生成建模函数难度。

此外，通过群体感应和驱动，系统可以变得更具响应性，能够更好地适应环境。

还有一个值得思考的问题

其实与3D打印一样，Fiberbots虽然开辟了一条制造的新航路，但是也需要面对实现复杂结构特性时面临的问题，同时如何将更多的材料融合在一起进行编制也将是一个值得思考的问题。

可能很多小伙伴会问，Fiberbots这样缠绕自己，是怎样实现向前生长的呢？

其实Fiberbots的每个机器人先膨胀自己进行绕线。

然后缩小自己金蝉脱壳的技术。

这是要成精了啊！

编辑：沈湫莎

责任编辑：顾军

来源：机器人大讲坛、筑梦师、创新社等