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发表于 2015-3-26 13:20:05 | 显示全部楼层 |阅读模式
  
  中国科学家造出了世界首台液态金属机器,这一成就被外媒形容为制造出"终结者"。
  据中科院理化所网站,3月3日,由刘静研究员带领的中国科学院理化技术研究所、清华大学医学院联合研究小组,在Advanced Materials上发表了题为"Self-Fueled Biomimetic Liquid Metal Mollusk"(2015)的研究论文,迅速被New Scientist、Nature研究亮点、Science新闻等数十个知名科学杂志或专业网站专题报道,在国际上引起重要反响和热议。
  此项研究于世界上首次发现了一种异常独特的现象和机制,即液态金属可在吞食少量物质后以可变形机器形态长时间高速运动,实现了无需外部电力的自主运动,从而为研制实用化智能马达、血管机器人、流体泵送系统、柔性执行器乃至更为复杂的液态金属机器人奠定了理论和技术基础。这是该小组继首次发现电控可变形液态金属基本现象(Sheng et al., Advanced Materials, 2014, 封面文章;Zhang et al., Scientific Reports, 2014)之后的又一突破性发现。
  这种液态金属机器完全摆脱了庞杂的外部电力系统,从而向研制自主独立的柔性机器迈出了关键的一步。文章被选为期刊内前封面故事,Altmetric计量学数据显示其指数已达71.0,远高于期刊平均值6.7,在同时期论文中则排名No.1。
  研究揭示,置于电解液中的镓基液态合金可通过"摄入"铝作为食物或燃料提供能量,实现高速、高效的长时运转,一小片铝即可驱动直径约5 mm的液态金属球实现长达1个多小时的持续运动,速度高达5cm/s。这种柔性机器既可在自由空间运动,又能于各种结构槽道中蜿蜒前行;令人惊讶的是,它还可随沿程槽道的宽窄自行作出变形调整,遇到拐弯时则有所停顿,好似略作思索后继续行进,整个过程仿佛科幻电影中的终结者机器人现身一般。
  应该说,液态金属机器一系列非同寻常的习性已相当接近一些自然界简单的软体生物,比如:能"吃"食物(燃料),自主运动,可变形,具备一定代谢功能(化学反应),因此作者们将其命名为液态金属软体动物。这一人工机器的发明同时也引申出"如何定义生命"的问题。
  目前,实验室根据上述原理已能制成不同大小的液态金属机器,尺度从数十微米到数厘米,且可在不同电解液环境如碱性、酸性乃至中性溶液中运动。试验和理论分析表明,此种自主型液态金属机器的动力机制来自两方面:一是发生在液态合金、金属燃料及电解液间的Galvanic电池效应会形成内生电场,从而诱发液态金属表面的高表面张力发生不对称响应,继而对易于变形的液态金属机器造成强大推力;与此同时,上述电化学反应过程中产生的氢气也进一步提升了推力。正是这种双重作用产生了超常的液态金属马达行为,这种能量转换机制对于发展特殊形态的能源动力系统也具重要启示意义。
  
  

  自主型液态金属机器所展示的人工软体动物、实物马达及其驱动流体情形
  在迄今所发展的各种柔性机器中,自主型液态金属机器所表现出的变形能力、运转速度与寿命水平等均较为罕见,这为其平添了诸多重要用途。作为具体应用器件之一,论文还特别展示了首个无需外界电力的液态金属泵,通过将其限定于阀座内,可达到自行旋转并泵送流体的目的,据此可快速制造出大量微泵,满足诸如药液、阵列式微流体的输运等,成本极低;若将此类柔型泵用作降温,还可实现高度集成化的微芯片冷却器;进一步的应用可发展成血管或腔道机器人甚至是可自我组装的液态金属智能机器等。
  刊载上述首创性发现的文章在线发表后,短时间内即引起世界范围内众多科学杂志、专业网站和新闻媒体的高度重视。New Scientist在第一时间以文章和精心制作的视频进行了报道:"液态金属朝可变形机器人迈进一步(Liquid metal brings shape-shifting robot a step closer)"指出其"将成为今后电影中人工生命的种子(Such liquid robots will be a seed of artificial life seen in some movies)";Nature杂志在其研究亮点栏目以"液态金属马达靠自身运动(Liquid metal motor moves by itself)"为题进行了报道;Science网站发布观察文章和视频:"可变形金属马达拥有一系列用途(Shape-shifting metal motor has a variety of uses)";路透社也对此进行了专门报道。
  众多报道此项工作的科学杂志或专业网站还有,物理学家组织网站:"可在液体中自行驱动的可变形液态金属(Shape shifting liquid metal able to propel itself through liquids)";化学和工程新闻CEN:"旋转的液态金属马达(Rolling Out Liquid-Metal Motors)";Uncover California:"世界首个液态金属机器人(World's First Liquid Metal Robot)";Siliconrepublic:"首个终结者型液态马达问世,具无限潜力(First Terminator-1000-like liquid motor developed with unlimited potential)";镜报mirror:"真实的终结者1000液态金属马达(real-life-t-1000-liquid-metal-motor)";Popular Science:"终结者智能液态金属或为新一轮军备竞赛的第一步(Terminator-Like Smart Liquid Metal'May Be The First Step In A New Arms Race)";Space Daily等:"液态金属机器人几乎已在这儿,并且他们由中国制造(Liquid Metal Robots Are Almost Here and They Are Made in China)";Popular Mechanics:"终结者1000机器人或许就由这种自主行走的液态金属制成(The T-1000 Is Probably Made of This Liquid Metal That Moves Itself)";更多网站则纷纷展望了这一开创性技术在机器人、药物递送、血管和环境监测等方面的应用前景,认为"机器人工业正迈向不可思议的突破(The Robotics Industry Is on the Verge of an Incredible Breakthrough)","显然是巨大的第一步(certainly a huge first step)","这是许多潜在商业用途的源泉,对于世界各国的工业界和政府会有巨大的兴趣(Thats where the potential commercial uses come in, which should be of huge interest to industry and governments around the world)"。
  
  据初步统计,文章发表两周左右即已有数百个科学或专业网站对此进行了评介和转载,说明了本项研究工作的影响。
  自驱动液态金属机器的问世引申出了全新的可变形机器概念,将显著提速柔性智能机器的研制进程。当前,全球围绕先进机器人的研发活动正处于如火如荼的阶段,若能充分发挥液态金属所展示出的各种巨大潜力,并结合相关技术,将引发诸多超越传统的机器变革。刘静小组关于液态金属自驱动效应和相应机器形态的发现,为今后发展高级的柔性智能机器人技术开辟了全新途径,具有十分重要的科学意义和实际应用价值。
  
  据香港南华早报网站3月24日报道,该协会称,2014年中国市场共销售工业机器人5.6万台,其中本土供应商的销量为1.6万台,其他来自瑞士ABB集团、德国库卡公司等海外供应商。
  近日广东省常务副省长徐少华在接受采访时说,广东用工荒的问题可以用机器人解决。在广东珠三角,特别是佛山、东莞这些城市,已经大量掀起机器换人的计划,大量的智能机器人已经开始运用到很多生产线当中。一方面是这些企业本身的转型,另一方面也为发展智能机器人带来一个巨大的商机。
  报道称,尽管使用机器人作业可以解决招工难、人工费高的问题,但是不少企业仍然很难下定决心更换机器人。一方面,机器人设备投入大,机器人设备不如人工生产灵活;另一方面,设备维护和试用对操作人员要求高,维护人员严重缺乏。
  为了促使机器人产业抱团发展,加速技术与产品的普及应用,23日广东省佛山市机器人产业创新联盟正式揭牌,同步揭牌的还有佛山市机器人应用创新中心和深圳机器人产业人才培育中心,旨在建立长效机制和平台,培育相关产业人才。
  

  2014年11月4日,观众在ABB公司展台上观看机器人操作。当日,第十六届中国国际工业博览会在上海揭幕,以智能技术和增效节能为显著特点的多款工业机器人在上海全球首发,成为吸引观众的亮点。新华社记者 陈飞 摄
  (2015-03-25 00:33:01)
  
  因此,国防部高级研究项目局(DARPA)正寻求开发新技术,以强化步兵班战斗力,使其具备在没有庞大后勤网络支持的情况下也能单独作战的能力。
  DARPA在研究申请报告中说,"X班核心技术"(SXCT)是一个先进技术项目,旨在增强徒步步兵班的态势感知能力,使他们能够塑造并主导作战空间。报告说:"实施该项目的目的是增强步兵班以上战斗单位的战斗力,使部队在整个军事行动中具有适应性和灵活性。"
  DARPA最近提供给潜在承包商的文件显示,步兵班成员将使用各种各样的新技术,包括:能让地面部队看到他们瞄准线范围以外区域的微型无人机;陪伴地面部队的机器人运输车。这种机器人运输车能帮助携带补给和弹药等装备,可为步兵减负;改进型联网通信网络;头盔和改进型夜视装备。(编译/金进龙)
  

  资料图片:类似"机器骡"这种机器人批量服役后,可为美军步兵大幅"减负"(图片来源于网络)。
  
  
  据美国之音电台网站3月10日报道,台湾的电子制造业代工商鸿海公司在大陆的工厂雇用了约100万名工人,为世界电子业巨头组装产品。但是该公司CEO郭台铭上个月说,鸿海公司将用大约3年时间使70%的生产线实现自动化。他说,此举将以机器代替人力,提高生产效率。
  市场分析公司高德纳公司的首席研究分析师王菊梅说,自动化是鸿海公司无法避免的一个趋势。她表示,公司的一部分制造过程要用机器人来替代,这是可以理解的。而且主要供应商苹果公司也是朝这个方向发展,所以此举将迎合顾客需求并削减未来的劳动力成本。在未来10到20年,公司不可能只使用人力劳动力。
  鸿海公司主席曾在2011年表示,公司将用100万机器人代替一部分员工。而两年后,该公司表示将投资4000万美元在美国宾夕法尼亚州研究和制造机器人。
  报道称,在中国薪资普遍上涨的情况下,很多国际大企业都将生产线转移到东南亚,富士康面临严峻的竞争环境。去年中国大陆薪资上涨13%,东部沿海的工厂则出现工人短缺,高昂的生活成本使得很多工人都迁移到便宜但不太发达的内陆城市。以制造业为主的外国直接投资去年增幅很小,只有2%。
  台北元大宝华综合经济研究院董事长梁国源说,鸿海这种规模的公司必定需要实现自动化。他表示,鸿海是一个巨大的制造商。在工人短缺和工资上涨的环境之下,公司必须向自动化的方向发展。
  使用机器人也将减少鸿海卷入劳工纠纷的可能性。过去五年,工人自杀以及对工作环境的抗议等事件使得该公司名誉受损。现在,大陆工人的就业选择并不局限于鸿海这类大公司。
  总部位于香港的监督组织"中国劳工通讯"的发言人郭展睿说,与过去相比,越来越少的工人想去鸿海公司工作。他说,人们现在希望在学校获得更高的学位,或是随着中国大陆经济多样化而选择不同种类的工作。他说,现在再也没有工人排着长队想来富士康工作了。很多工人都去其他地方找更好的工作。中国大陆人口增长放缓。越来越少的人选择离开学校直接去就业。很多人都希望能上更多的学,而也有更多不同于工厂工作的其他就业机会。
  鸿海公司拒绝了美国之音对其自动化进程计划内容的采访要求。过去三年,该公司以其他方式渐渐撤出大陆劳工市场。
  年收入高达1300亿美元的鸿海科技公司希望在美国发展,并投资10亿美元在雅加达开设了研究与发展中心。该公司还暗示将制造更多自己品牌的电器,包括智能手机和电动汽车。
  

  资料图片:全总点名富士康长期违法安排加班
  (2015-03-11 00:36:01)
  
 【延伸阅读】像人一样进化:科学家为机器人设计自然选择

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芝加哥州立大学的一个研究小组使用遗传学的算法对一大群机器人“大脑”进行数学建模。科学家命令这些“大脑”执行各种任务,比如找出一个迷宫的出口。任务完成得最好的“大脑”会产生出虚拟的“后代”,这个过程会产生出更加出色的“大脑”。 

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研究人员将他们的遗传学算法运行了数千代,有时甚至数十万代,并把“存活”下来的“大脑”下载到机器人上,然后让这些机器人执行现实世界中的各种任务。其中一项任务包括找出一个迷宫的出口。  

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上图是英国博物学家查尔斯·达尔文一幅作于1878年的肖像。达尔文的博物学家生涯始于搭乘皇家海军“贝格尔”号对南美海域进行的考察,考察总共耗时六年。他是进化论的创立者并对生物学做出了的杰出贡献,因此被载入史册。  


新浪科技讯 北京时间5日消息,据国外媒体报道,达尔文的进化论认为,生命能够通过一个叫“自然选择”的过程发生进化。在进化的过程中,根据其对动物的利害关系,特定的特征会在动物中变得越来越普遍或者越来越稀少。

研究人员现在正在机器人中对进化过程进行仿真研究,希望使机器人能够学习如何完成复杂的任务。

这项研究所涉及的选择过程和自然选择类似,但选择的尺度比自然选择更大,速度也更快。这使得人工大脑能够选择出多数有益的特征并不断进化。领导这项研究的是密西根州立大学的计算生物学家克里斯·阿达米博士,研究使用遗传学的算法对一大群执行某项任务的机器“大脑”进行数学建模。

举个例子,这个任务可以是找出一个迷宫的出口。建模实验的结果显示,任务完成最出色的机器“大脑”会产生出数量最多的虚拟“后代”,这一结果意味着最聪明的机器人能够进行“繁殖”。

研究人员让这种对机器“大脑”进行选择的遗传学算法运行了数千代,有时甚至数十万代,并把“存活”下来的“大脑”下载到机器人上,然后让这些机器人执行现实世界中的各种任务。

在这些机器人执行的各种任务中,有一项最为复杂。这项任务要求多个机器人搞清楚并记住它们走出一个房间的先后顺序。随后科学家命令这些机器人按照上述顺序,或者是与此相反的顺序,重新进入这个房间。

“这项任务之所以复杂,是因为这些机器人必须要能够识别彼此的身份”,阿达米博士介绍说。

在运行了这个进行选择的遗传学算法之后,这些机器人似乎解决了这个难题,它们学会了利用某些动作来告诉其它机器人自己的身份。阿达米博士相信通过让机器人“大脑”在复杂的世界中进行进化,迫使它们进行互动,是产生出有自我意识的人工智能的最好方法。

“当机器人需要建模了解其它机器人的‘大脑’时,它们就开始思考‘思考’这个问题了”,阿达米博士说。

“我们相信这就是意识的肇始。”阿达米博士认为会思考的机器人非常有用,并且认为人类没有理由害怕机器的崛起。

“当我们的机器人‘出生’的时候,它们的‘大脑’拥有学习的能力,但那时的‘大脑’中只存储了本能”,他介绍道,“需要花费十年或是二十年自己进行探索以及训练,这些机器人才能够达到人的智能水平。这和我们人的情况是一样的。”

他又说道:“此前设计像人一样的人工智能的尝试都失败了,因为我们不知道我们自己的大脑是如何运行的。”

“但我们知道进化是如何进行的,并且能够加速电脑的进化。”

科学家利用油滴模拟进化过程

2014年12月,科学家第一次在实验室使用油滴成功模拟了进化过程。这项研究的科学家宣称他们的研究证明了,即使是由化学物质组成的非生物系统,人类也能让其进行进化。这项发现标志着向创造人工生命又跨出了重要的一步。这一研究成果也许还能帮助科学家解释在超过36亿年前的地球上,第一批生物细胞是如何诞生的。

长久以来的观点认为只有生物体才能进行进化,但最近致力于创造人工生命的研究已经开始对这种观点提出了质疑。

这项油滴进化研究的领导者是李·克罗宁,格拉斯哥大学的皇家化学教授。他的研究团队让一个机器人把四种化学物质混合,形成微小的油滴。机器人随后把每个油滴都滴到一个装有水的培养皿里,利用摄像机记录并分析落入培养皿中一分钟内油滴的三种“健康度”。

机器人接下来会选出“健康度”最高的油滴,对其化学物质的组成比例做极小的修改,然后重复上述实验。在经过21代实验之后,油滴在水相中变得比此前更加的稳定。

按照克罗宁教授的说法,他们的研究成果成功的模拟出了自然选择,这一达尔文用于解释进化的过程。

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