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2016-10-26

日本创客女孩与她的企鹅机器人,未来可能开拓一个全新的水下机器人市场

Maker Faire 作为一个全球性的创客文化节,在每一次展览和论坛中,都有来自世界的创客和嘉宾,分享他们的自造心得和值得「嘚瑟」的产品。在这里,除了国际化的创客氛围,同时还能明显地感觉到,大部分的创客是真正的专注于自己所热爱的事情。

第一次看到这个日本创客女孩,是在 2016 Maker Faire Shenzhen(深圳制汇节)的宣传海报上,知道她将带着她的企鹅机器人,出席 Maker Faire 的 「自我制造谈」论坛,分享她的产品和自造历程。

活动举办当天,我们如愿地看到了这个名叫 Morupen 的企鹅机器人,以及它的大致构造 :承载主要零部件的躯干和头部,身上插着一对用于水下滑翔的翅膀,外表裹了一层可适当防水的外衣,还有未装上的脚掌。当然,更引人注意的是这个女孩——Nao Kondo,她年龄只有 20 岁,是一名大学在校生。 

· 日本女孩 Nao Kondo 与她的企鹅机器人 Morupen(现场拍摄)

一切还得从水族馆里的企鹅说起

Nao Kondo 高中就读于技术学校,学校也十分注重创造和技术领域。在高二那年,为了给毕业设计寻找方向和灵感,Nao Kondo 与同学一起参观水族馆,他们在这个过程中发现,企鹅在水下的游动速度特别快速和灵敏。

接着他们将关注点放在了企鹅的游摆功能上:它靠翅膀的高效摆动,得以推动身体的快速前进,据悉,速度最快时能够达到 35km/h,甚至可以从水中飞起来。

受到这次参观的启发后,Nao Kondo 与其它 4 个小伙伴组成团队,开始了水下企鹅机器人的研发。「相比陆地和空中飞行的机器人,水下机器人的操控系统更为简单些。」Nao Kondo 说道,而做水下机器人,很大程度上是出于对市场和团队能力的考量。

「大部分水下机器人存在许多问题,比如不安全,形态差、丑,速度慢等,而我们认为,企鹅机器人能解决上述问题,它柔软、安全,并且能达到最好的游水效果。」

而事实证明, Morupen 在公共场所中也十分受欢迎。在 2013 年,该机器人曾赢得了由日本海洋-地球科技研究所赞助的水下机器人大赛的开放段比赛。

 

克服材料、防水、控制等困难,让这个水下机器人更像一只企鹅

目前,Nao Kondo 在大学就读计算机科学专业,继续担任项目的领导者,在东京的一个创客孵化器继续孵化着他们的项目。历经 4 年,团队由最初的 5 个人扩展到了 20 人左右。今年夏天,产品已经迭代至第 7 个版本。

「在第一年,我们做出了机器人的模型,用塑料材质做防水处理,但它只能坚持 10 分钟的时间。」Nao Kondo 用 PPT 向大家展示了他们的第一代产品,同时也表示,在研发阶段,防水对他们来说是最大的困难,并且随着水压的增大,防水难度也就愈大。

从第一代产品开始,他们就逐渐完善 Morupen 的外形、防水功能、机械以及部件,直至完型。目前该机器人的时速可达到 500m。

因机器人在水下无法接受信号,他们在 Morupen 上采取了两套信号传输方案,一个是有线的,另一个则是无线的,此时机器人需要附带天线,并且在使用过程中,天线也必须裸露在水面上。

在 Morupen 的摇摆系统上,他们采用了机械马达,而非价格昂贵的传统马达。Nao Kondo 表示,由于机械的相关原理,Morupen 只能上下移动,因此,对振幅的控制则尤为重要。 

· Morupen 内部构造(现场拍摄)

为了让机器人的摆动形态更像一个企鹅,他们在 Morupen 的外表上采用了更轻薄、柔软的材料,用不同的软件对不同的部位进行操控,使得 Morupen 更灵活,并且身体能够弯曲。 

让它更有趣,游的更快,开拓全新的水下市场


「让这个机器人越来越有趣,并且游得越来越快」已成为团队接下来的重要任务。Nao Kondo 表示,如果这个企鹅机器人游的足够快,它就可以成为海洋里的无人机,能实现更多的创新应用。

目前,团队还将企鹅机器人应用到虚拟现实场景中,当人佩戴上相应的设备模拟企鹅的动作时,实际的企鹅机器人则会受到控制,同步做出与人一致的动作。另外,他们计划将机器人带到海域中,人们戴上 VR 眼镜,通过机器人传来的图像,即可看到企鹅机器人在水中的视野,感受机器人周围的环境。

修读过情感机器人课题的 Nao Kondo 也表示,会考虑在机器人中加入情感模块,让它能够为人类提供更好的服务。

「有娱乐性就有市场,而我们也有足够的信心创造、开拓全新的市场, 让企鹅机器人解决水下机器人所存在的各种问题。」Nao Kondo 告诉我们,在未来的 2-3 年内,在产品足够成熟的情况下,会首先打开日本、中国等市场。到那时候,我们或许就能在度假酒店、山庄,海洋公园等地方看到这个可爱的企鹅机器人了。

编辑:林 亿

审校:Song

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