拿起一颗鸡蛋对这只机器手来说有多难?
作者:BG真人  来源:  时间:2021-12-20 09:12  点击:

  要力气时可以捏扁罐头,要精细时可以拿起小镊子,拥有这般“男友力”的其实是一支机械手。据英国《自然·通讯》杂志14日发表的一项研究,韩国科学家团队报告了一种集成了响应式运动、传感并拥有高度灵活性所需所有组件的机械手。这种机械手可以安装到现有商业机械手臂上,执行从抓握鸡蛋到使用剪刀和镊子等各种各样的任务。

  人体全部206块骨骼中,有54块在手上,相当于骨骼总数的四分之一,而驱动这些骨骼的手部肌肉结构也极其复杂。正因如此,人类手的运动看似平常,却涉及相当高的灵巧水平,从精细物体的抓取到繁复工具的操作,人手能执行多种任务。而解释人手极其复杂的功能,迄今为止仍然是一个尚未解决的挑战。

  机器人的手与人类的手有着相似的功能,因此在执行任务时也可以具有很高的灵活性。实际应用中,机械手有执行跨度很大的任务的潜力。但是,开发没有额外驱动部件使之移动,并保持高度灵活性或以适当力量抓取的能力的机械手,是一个巨大挑战。

  韩国亚洲大学科学家团队此次开发的这种灵活的机械手,称为“ILDA”(集成连接驱动的灵活拟人)。这只手由20个关节组成,允许15度自由移动,指尖力34牛顿,总重不到1.1公斤,体积小巧(218毫米),有触觉传感能力。

  研究人员表示,“ILDA”的所有组件都集成到了手上,这意味着它可以无须额外部件(如前臂)就能连接到现有的机械臂上。而一系列实验表明,这只手可以拿起各种形状的物体,强力抓握可压扁罐头,或精细抓握住一个鸡蛋。这只手还可以用剪刀裁纸以及用镊子拿起小物体。

  轻轻拿起一颗鸡蛋,既不会用力过度捏爆它,也不会力道过轻把它摔地上,对人类来说是与生俱来的本领,对机器人来说却是个大挑战。“ILDA”成功做到了这一点,表明该机械手在触觉传感、反馈机制、精细操作等方面有了巨大进步。

  我们常说机器“笨拙”,就是因为机器手干不了太过精细的活。你可以给它们设定程序,让它们写字画画,但自如抓握,控制力道,依然还是欠点火候。人手是精妙的工具,因为它有复杂的结构。从手臂到手肘到手掌再到手指,骨头,肌肉,肌腱,互相关联,彼此协作。要把这一切搬到机器手上可就太难了——体积不能太大,传感器得足够多,结构也要够灵活……心有猛虎,细嗅蔷薇,说来容易,让机器办到,则是对人类的一大考验。不过,现在看来,人类又完成了一项挑战。

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