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透析变形金刚和无人驾驶背后的机电一体化技术

上网日期: 2007年10月23日 ?? 作者: R. Colin Johnson ?? 我来评论 字号:放大 | 缩小 分享到:sina weibo tencent weibo tencent weibo


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关键字:变形金刚? 无人驾驶? 机电一体化?

在电影《变形金刚》中,来自塞伯顿星球的机器人闯入地球,寻找能量方块;而在现实世界,地球上的机器人也曾闯入火星,去寻找人类赖以生存的能源。在这两种机器人身上,融合电子学、机械学、计算机和控制工程的机电一体化技术扮演着重要角色,正是该技术孕育了能够行走而且具有自主智能的类人机器人。

人们曾一度认为,机电一体化的概念不过是“昙花一现”,但是现在,这个概念已经履行了当初的承诺:创建智能的自主式机电系统。目前,这样的系统已经被用于美国航空航天局(NSNA)的火星探测器用来在火星寻找生命迹象;现代汽车领域也已经利用该技术实现了“自动操作”车辆,操作范围从防抱死刹车、防滑控制、防碰撞,到最终的无人驾驶汽车。

“你可以叫我们‘汽车人’。”《变形金刚》中代表正义的“博派”机器人首领擎天柱说。事实上,对于汽车机电一体化的终极目标――无人驾驶汽车来说,汽车人也是一个非常合适的绰号。

“自动驾驶技术是主动式安全电子学(ASE)合乎逻辑的发展方向。在ASE中,通过传感器和算法来预测事故,并在车辆的物理和动力限制内主动避免事故。”Gartner Dataquest公司负责半导体、汽车和远程信息处理技术的研究副总裁Michael Williams表示,“在早期的无人驾驶客车应用方面,我们期望能率先出现一些给人们带来方便的应用,如能自动泊车、自动提车等。”

虽然当今最为超前的应用(如火星探测)很多都是通过机电一体化来实现的,但机电一体化最为多见的场合,却出现在我们的日常生活中。例如常见的洗衣机,会利用传感器测量负载,而不是询问用户负载有多大。

不过,机电一体化设计的巅峰之作恐怕要数工业机器人的机械手。当然,我们也确信车载机电一体化伺服系统终将实现汽车的自行驾驶。

“几家机器人公司已经在试图建造类似于变形金刚的模块,你可以从中挑选一些模块来创建自己的机械手。”美国田纳西大学教授William Hamel表示,“这个非常高明的工具箱方法距变形金刚只有一步之遥。”在8月于哈尔滨市召开的IEEE机电一体化与自动化国际会议上,Hamel就机械手中的机电一体化技术做了主题演讲。

图1:从火星探测者的完全自主的活动,可以预测无人驾驶汽车的未来。
图1:从火星探测者的完全自主的活动,可以预测无人驾驶汽车的未来。

起源与应用现状

机电一体化技术起源于日本。在日本,该技术为现实中的科技发展和科幻小说都带来了灵感,前者从使用机电一体化机械手中萌生了机器人产业,后者则为我们带来了《变形金刚》。对于现代机电一体化技术来说,《变形金刚》是份再适合不过的礼物,因为影片中有关节的机器手和自行驾驶的汽车,都折射出当今最为引人注目的应用。


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