從通用汽車公司生產(chǎn)車間里的固定式焊接機(jī)器人任肯，到《星球大戰(zhàn)》中的R2D2膀懈，幾乎所有機(jī)器人都采用了步進(jìn)馬達(dá)富岳。但是入篮，如果Dennis Hong教授的整體移動機(jī)器人計(jì)劃能夠成功陈瘦，這一切都將改變，因?yàn)樗_發(fā)的WSL機(jī)器人將不再需要馬達(dá)和齒輪等任何傳統(tǒng)設(shè)備潮售。
    美國國家科學(xué)基金會(NSF)最近將40萬美元的青年教授杰出科研基金獎(jiǎng)?lì)C給了弗吉尼亞理工大學(xué)教授Hong痊项，讓他繼續(xù)推進(jìn)這個(gè)WSL研究計(jì)劃。NSF的這個(gè)獎(jiǎng)項(xiàng)專門頒給那些它認(rèn)為富有創(chuàng)新能力并有望在將來成長為學(xué)術(shù)帶頭人的年輕教授酥诽。
    Hong說：“WSL機(jī)器人會利用全部表面來進(jìn)行移動鞍泉，所以稱為‘整體移動’。如果我的計(jì)劃能成功肮帐，那么整體移動將成為搜救機(jī)器人的最佳選擇咖驮，因?yàn)樗梢詽B透到倒塌的房屋里面去〈剑”
    但是市口，WSL計(jì)劃要取得成功將困難重重。首先昔黍，外部皮膚的翻轉(zhuǎn)需要能夠伸展并收縮成環(huán)形的傳統(tǒng)機(jī)械制動器穗俩。這樣的技術(shù)也不是沒有，但也仍處于試驗(yàn)狀態(tài)伴糟，這進(jìn)一步加大了WSL研究的難度熏祝。
    Hong說：“我們不會考慮馬達(dá)、齒輪和滑輪等傳統(tǒng)機(jī)械組件壮焰，而且暫時(shí)也不會使用電活性聚合物们眶。電活性聚合物本身就是一個(gè)仍處于研究狀態(tài)的領(lǐng)域，需要完成更多的改進(jìn)才能應(yīng)用于實(shí)踐费武∷晃ィ”
    第二個(gè)大問題是如何將非傳統(tǒng)制動器的收縮和伸展應(yīng)用到機(jī)器人外表面的循環(huán)翻轉(zhuǎn)運(yùn)動中。而且瞎喉，封裝也是一個(gè)大問題『梦ǎ現(xiàn)有的機(jī)器人都在外表裝配了傳感器，這給它們帶來了視覺和聽覺功能燥翅，從而能夠避開障礙物并確定正確的移動方向骑篙。而如果機(jī)器人的外表被卷成了環(huán)形，就沒有可以固定傳感器的位置森书。
    Hong說：“WSL是一種將制動環(huán)的伸展和收縮運(yùn)動轉(zhuǎn)換為外翻運(yùn)動的新技術(shù)靶端。但難題不僅僅在于它的制作，由于機(jī)器人整個(gè)表面都在移動凛膏，裝配傳感器和動力系統(tǒng)也是大問題杨名。”
    當(dāng)前的機(jī)器人幾乎都有輪子猖毫、軌道或者足台谍。當(dāng)搜救機(jī)器人必須穿越復(fù)雜的地形時(shí)，這些裝置都各有長處和缺點(diǎn)吁断。比如趁蕊，要找到被困在倒塌的建筑物里的人，機(jī)器人必須能夠從障礙物的上面仔役、下面或中間駛過妒贞，而且還要在狹窄的角落里移動。相似的惠所，機(jī)器人內(nèi)窺鏡則必須能夠隨意彎曲剑银，還能擠過不規(guī)則的狹窄空間。
    Hong說：“隨著機(jī)器人智能技術(shù)的改進(jìn)更掺，以及移動式機(jī)器人被用于越來越多的新領(lǐng)域锄垛，尋找一種新的移動方式，使機(jī)器人能夠在復(fù)雜而無規(guī)則的地形中移動變得至關(guān)重要∷┐欤現(xiàn)有的移動方法可以滿足一部分要求尘腕，但很難實(shí)現(xiàn)所有這些功能〖蓿”
    變形蟲的原理
    Hong一直想利用變形蟲等單細(xì)胞組織生物的移動原理摸马，這種生物可以通過鞭毛、纖毛或偽足等進(jìn)行移動胧扇。但是五逢，只有偽足才適合地面型機(jī)器人-它在細(xì)胞表面某部分突起，從物體上面牢贸、旁邊或中間滲透過去竹观。所以，Hong就如何將偽足原理應(yīng)用到機(jī)器人移動作了初步研究潜索，得出了所謂的整體移動的設(shè)計(jì)方案臭增。
    Hong透露，“為了弄清楚變形蟲的運(yùn)動方式竹习，我們研究了其移動方法的生物學(xué)原理誊抛，將它的胞質(zhì)流動原理運(yùn)用到機(jī)器人的移動中列牺，形成了整體移動的概念∞智裕”為了以現(xiàn)有的材料實(shí)現(xiàn)這一設(shè)計(jì)瞎领，Hong制作了一個(gè)以外置石英帶來驅(qū)動環(huán)形薄膜的原型。這個(gè)移動的薄膜模仿了變形蟲通過內(nèi)外翻轉(zhuǎn)來前行的原理随夸。
    有了NSF的獎(jiǎng)金九默，Hong表示他將在今后五年里制作一系列的原型，不僅要展示如何用一個(gè)固體管內(nèi)核來驅(qū)動環(huán)形薄膜宾毒，還要解決WSL機(jī)器人的結(jié)構(gòu)和封裝問題驼修。
    第一個(gè)原型會于明年年初問世，將在固定內(nèi)核內(nèi)部采用電動馬達(dá)卸橘，來驅(qū)動不斷翻轉(zhuǎn)的環(huán)形薄膜敌夜。同時(shí)，Hong的研究小組還將繼續(xù)研究EAP和類似的材料恤兴，將之制作成制動環(huán)并通過伸展和收縮來向前移動塔苦，以用之來取代電動馬達(dá)。他們將會在制動環(huán)的首尾兩端放置EAP闽但，來推動外表的薄膜医窖，進(jìn)而驅(qū)動機(jī)器人前進(jìn)。
    2008年阁喉，Hong的研究小組將制作出第一個(gè)采用EAP制動器的原型蔽树。之后，他們將試圖解決機(jī)器人封裝的問題噪设，以便即使在其外部皮膚運(yùn)動過程中傳感器也能保持固定碗挟。
    在過去的5年，Hong曾試圖建立一個(gè)科學(xué)機(jī)構(gòu)乔墙，幫助別人利用非傳統(tǒng)移動方法竞谒、傳感器和制動器來制作自己的機(jī)器人原型。
    Hong表示：“由于我們的資金是來自國家科學(xué)基金會的腔召，所以我們的最終目標(biāo)并不是要制作一個(gè)能夠大規(guī)模生產(chǎn)的原型杆查，而是力圖突破科學(xué)和技術(shù)的界線，從而明白這樣一種新型的移動方法能有什么樣的作用臀蛛∏阻耄”
    未來研究
    但是，Hong并沒有把所有精力都放在了WSL上浊仆。他還獲得了多項(xiàng)資助客峭，目前正在弗吉尼亞理工大學(xué)的機(jī)器人和機(jī)械裝置實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行多項(xiàng)有關(guān)其它非傳統(tǒng)移動方式的研究。
    Hong說：“我們正在實(shí)驗(yàn)室研究多種新型的移動方法。除了這項(xiàng)由NSF贊助的WSL研究計(jì)劃舔琅，我們還在研究輪-足混合式機(jī)器人等恐、三足機(jī)器人和人形機(jī)器人〔鳎”Hong在研究的另外三種新型機(jī)器人包括帶活動輪輻系統(tǒng)的智能移動機(jī)器人鼠锈，智能動態(tài)人形機(jī)器人和自激勵(lì)三足動態(tài)實(shí)驗(yàn)機(jī)器人闪檬。
    Hong是弗吉尼亞理工大學(xué)智能足球機(jī)器人的顧問星著，該大學(xué)的足球機(jī)器人每年都參加RoboCup，這是一項(xiàng)國際性的自動機(jī)器人足球賽事坐署。他還是弗吉尼亞理工大學(xué)VictorTango機(jī)器車隊(duì)的顧問之一良稽，該隊(duì)即將參加國防高級研究計(jì)劃署舉辦的機(jī)器車挑戰(zhàn)大賽。
    Hong是NASA Summer Faculty Fellowship獎(jiǎng)和美國機(jī)械工程師協(xié)會/通用汽車的青年學(xué)者獎(jiǎng)的得主玻岳，還贏得了ASME機(jī)械和機(jī)器人會議最佳論文獎(jiǎng)坞裂。

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