日，卡內(nèi)基梅隆大學機器人研究協(xié)會的Hollis教授以及日本東北學院大學的工程學教授MasaakiKumagai聯(lián)手打造了一款蟲球機器人SIMbot，該機器人摒棄了前一代ballbot的機械傳動系統(tǒng)，極簡的機械系統(tǒng)讓它不易受損，所以連日常的維護都免了。

近日，卡內(nèi)基梅隆大學機器人研究協(xié)會的Hollis教授以及日本東北學院大學的工程學教授MasaakiKumagai聯(lián)手打造了一款優(yōu)雅程度不輸ballbot的最新版本，叫作SIMbot，而驅(qū)使它運動的部分只剩下了一個：球。

是的，SIMbot摒棄了前一代ballbot的機械傳動系統(tǒng)，極簡的機械系統(tǒng)讓它不易受損，所以連日常的維護都免了。全新的發(fā)動機使用一個電子控制裝置就可以驅(qū)使球體往任意方向運動，而在這個運動的過程中，SIMbot的機身主體會在球體上保持平衡。

只要你把SIMbot和機械傳動的ballbot做個對比，就知道新生代SIMbot的速度完全可以和老司機ballbot媲美——大概一秒走1.9米。“其實它們也可以健步如飛，但這樣就不見得走得夠穩(wěn)了?！痹〉脵C器人學碩士的Hollis實驗室前成員GregSeyfarth解釋道。

感應電動機其實并不新奇。在電動旋翼中，它們不是通過電力連接感應電流，而是磁場。唯一的引人矚目的地方是，旋翼是球狀的，而且它在三條軸線結(jié)合的情況下可以往任意方向移動，簡直擁有全方位能力——是的，Hollis和Kumagai讓球體具備了全方位運動的能力，而不是僅僅向前或是向后移動幾步。

“發(fā)動機要靠大量電子器械和軟件才能運作，”他解釋道?！暗壳暗内厔菔?，電子器械和軟件的價格會越來越親民，但是機械系統(tǒng)的價格下降幅度并沒有那么大?！?/p>

比起之前的ballbot，SIMbot從簡的機械構造是個巨大的突破。Hollis認為它很適合與人類協(xié)同工作，因為機器人的身體能夠在發(fā)動機的球體上方保持平衡，高瘦的ballbot不需要縮骨功，就可以穿過一些狹長的地帶，比如走廊和家具之間的狹長空隙。必要的時候，人們也可以幫它們一把。但是它的自主性還是不容忽視的——SIMbot可以執(zhí)行一些簡單的任務，比如幫助坐在椅子上的人們站起來，幫他們拎東西，或是做人類忠實的引導員。

目前，通過移動球來保持機器人平衡的機制完全依賴于機械方法。Hollis打造的SIMbot用了一種叫做“逆向鼠標球”的方法：四個電機驅(qū)動滾筒會貼著球體，這樣就可以驅(qū)使它向任意方向滾動。同時，第五個發(fā)動機會控制機器人的偏航運動。

“但是驅(qū)動滾筒的傳送帶會磨損，需要替換，”一個機器人領域的博士MichaelShomin說道?！皞魉蛶鎿Q掉之后，系統(tǒng)會進行重新校準?！彼€表示，新發(fā)動機的電晶體系統(tǒng)較為省時。

球形感應電機的旋翼是個運作精準的銅殼空心鐵球。球內(nèi)的電流會感應到六個分別配備了三相繞絲的疊層固定鋼片。疊層固定鋼片被安置在球旁邊——它并不是完全垂直的。六個疊層固定鋼片會在球內(nèi)產(chǎn)生磁波，讓球體沿著磁波的方向移動。磁波的方向會受鋼片里電流的變化而改變。

除了Hollis和Kumagai之外，機器人學博士AnkitBhatia和來自薩爾茨堡應用科學大學的訪問學者OlafSassnick也參與了研發(fā)，將發(fā)動機改良得更適合SIMbot。

“就算發(fā)動機性能沒有得到優(yōu)化，SIMbot的表現(xiàn)已經(jīng)足夠驚艷，”Hollis說道?！拔覀兤诖齋IMbot技術會讓ballbot的可用性、實踐性和接受度都能提高?！?/p>

國家科學基金會和日本的科學研究費補助基金（KAKENHI）贊助了這項研究。今年五月舉辦于瑞典斯德哥爾摩IEEEICRA上，研發(fā)團隊展示了他們的研究成果。