前沿洞察丨建筑工人失业预警，这个机器人还能建房子了

本期前沿洞察又给给大家带来一些新鲜的前沿技术：让建筑工人受到职业威胁，会建房子的“建筑”机器人；医学界的“达芬奇”手术机器人；可以吸收99.99%入射光的最黑材料.....

一起来看看吧：

会建房子的“建筑”机器人

在汽车制造中或其他领域中，我们见到的机器人都位于自己的岗位，各司其职。而在近日，由麻省理工学院研究人员研发，型号为BILL-E的小型组装机器人却不但自行构建小零件，也可以协同工作以创建大零件，甚至可以将小零件集成大零件。

本杰明·杰内特（Benjamin Jenett）博士论文总结了该项目的研究成果，成果显示，与其在单独的位置生产组件并将其运送到不同的制造工厂进行最终组装，不如在同一个地方用小型机器人建造整个零件结构。这些BILL-E组装机器人可以用于飞机制造，桥梁建造，甚至是建筑物的建造。

这些机器人配置铰链臂，在两端各有一个抓爪，用来夹小物品，这些小物品用于构建小零件。这些物品相当于3D图像中的构造物，一次将一个构造物建立一个零件以创建完整的结构。

在实际应用中，用户可以为每个机器人分配整体零部件的一部分，拾取并放置搭建好小零件，并将它们连接在一起，而且无需为机器人配导航传感器，每个BILL-E机器人只需知道任务时间和任务位置，当其移动到其他位置时，BILL-E机器人的位置信息将同步更新。

如今，该项目已进入开发原型阶段。借助Abdel-Rahman开发的控制软件，小型机器人可以协同工作，快速高效地集成大零件。除建筑外，其他可能的应用还包括使用与施工过程中修复或去除/更换结构的受损部分。甚至可以部署机器人以在现有的结构中添加新部分，更改其设计或功能，集成的零件将会被应用在更多领域。

医学界的神话—达芬奇手术机器人

在医学界里有一个手术机器人的神话，这个机器人叫做“达芬奇”，它的身价高达2000多万，是一个外壳手术辅助机器手，设计它的目的是通过微创的方式进行难度很大的外科手术。

早在15年，一个机器手用针缝合葡萄的视频引起了人们的广泛关注。在视频介绍里，这个叫“达芬奇”的机器人先是将葡萄撕开一个口，然后纯熟、稳定地将裂口缝合好，医生通过高清实时传输的影像操控着达芬奇，四只机器手臂相互协同工作，精准地执行医生的命令。

达芬奇代表了现今全球最先进的微创外科手术平台，同时也代表了机器人手术最顶尖的水平。

值得一提的是，FDA已经批准了达芬奇手术机器人用于普通的外科、泌尿外科、妇产科、普通外科以及心脏手术等领域。

达芬奇的外形就像一只大型的八爪鱼，拥有超高的精准度和人工智能技术，机械手灵敏、稳定性好，可以触及人手难以企及的角度，灵活性、精准性和稳定性都是人手无法比拟的。手术时的切合也可以开得更小。

目前为止，全球共有3000多台达芬奇，美国2000多台；欧洲500多台；亚洲300多台。医生在做手术时，通过机械手可达到7种自由度的动作，并能转动540度。所耗费的精力也比手动手术大大减少了，因此可以进行更长时间的手术。

在以往很长的一段时间里，国外厂商因为垄断市场，达芬奇的售价在国外是1000万一台，而卖给国内则需要2000万。但后来随着国产手术机器人的日渐成熟，有了竞争才慢慢地打破了垄断，使患者能够得到更实惠的价格。

吸收99.99%入射光的最黑材料

麻省理工学院对外宣布，他们创造出一种比之前报道过的任何一款黑色材料都要再黑上 10 倍的材料。这种材料是由垂直排列的碳纳米管（CNTs）制成的，CNTs 是一种微小的碳丝，研究人员让它在氯腐蚀过的铝箔表面上生长。从而使这种铝箔至少能吸收 99.995% 的入射光，一举成为有史以来最黑的材料。

关于这项研究的论文发表在最新一期的 ACS Applied Materials and Interfaces 杂志上。同时，与这种最黑的材料相结合，设计而成的艺术品——“虚荣的救赎（the Redemption of Vanity）”也展览于纽约证券交易所中。

图 | “虚荣的救赎（the Redemption of Vanity）”展品照片（来源：MIT）

照片左侧是来自 LJ West Diamonds 的 16.78 克拉重的天然黄色钻石（估价约为 200 万美元），图右则是用这种迄今为止最黑的新款碳纳米管基材料涂覆在钻石表面，让一颗雕琢精美的璀璨宝石，呈现出一种完全的、黑暗的虚空状态。

该材料的反射光量，不仅是从上方直接反射的，还有从其他所有可能的角度反射的光。结果表明，该材料从各个角度至少可以吸收 99.995% 的入射光。也就是说，它比目前最黑的物质，由英国 Surrey Nanosystems 公司制造的“Vantablack（ 梵塔黑）”反射的光还要少 10 倍。

而且，不论该材料覆盖的物体是有凸起、凹陷或是任何类型的形态特征，无论从哪个角度看，这些特征都是人眼所看不见的，呈现出一片完全黑暗的虚无。

该项目的另一名领导者沃德尔表示，他们的研究团队通常不关注材料的光学特性，但这项工作是他们与麻省理工学院的艺术、科学和技术中心同时合作进行的，所以在这项发现中，艺术影响了科学。

即便从机制上还未让人完全理解，这种材料已经引起了航空航天界的兴趣。虽然没有参与这项研究，但天体物理学家、诺贝尔物理学奖得主约翰·马瑟（John Mather）正着手探索用这种最黑的材料作为宽场红外巡天望远镜（WFIRST）上“遮星伞（Star Shade）”装置的基础材料。

宽场红外巡天望远镜是美国宇航局（NASA）正在开发的红外空间望远镜，将用于对近红外天空进行宽场成像和调查。其主要任务是要解决暗能量、系外行星和红外天体物理学领域的基本问题。而遮星伞装置是一个巨大的黑色遮盖物，可以保护太空望远镜免受杂散光的影响。

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