透析变形金刚和无人驾驶背后的机电一体化技术

　　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。

　　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。