给机器人一双灵巧温柔像人类般的手……

2016-02-03 09:10:00
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        今日机器人最大的问题之一,就是它们的手──学名是“夹具(gripper)”──太过笨拙,通常需要根据不同的任务做改变,而且很难能像人类的手那般动作细腻。

        瑞士洛桑联邦理工学院(Ecole Polytechnique Federale de Lausanne,EPFL)的研究人员致力于改变以上的情况,正在研发一种柔软、具弹性的静电吸附夹具,能抓取重量是其1,000倍的物体,而且能温柔地拿起一颗鸡蛋或是一张纸。

        “我们已经开发了一种新型的机器人夹具,能抓取几乎任何形状的物体;”EPFL太空科技实验室(Space Technologies Laboratory)的Herbert Shea表示:“而且它不但能抓取脆弱易碎的物体,也能举起重物。”

        EPFL表示,该种柔软、具弹性的夹具,结合了可伸展的橡胶电极与静电吸附(electro-adhesion)──是一种静电力──技术:“可望永远改变机器人学;”参与此研究项目的人员还包括EPFL的博士候选人Jun Shintake。

利用静电吸附技术的机器人夹具能“温柔”地拿起鸡蛋

Source:EPFL

        EPFL 智能系统实验室(Laboratory of Intelligent Systems)的Dario Floreano表示:“我们将两种以往研究过的功能──软性电极以及静电吸附技术──整合到单一装置中;”而Shea设想这种夹具能做为实验室机器人、 陪伴型机器人的手,也能应用在义肢或食品工业生产线,甚至在太空中捡拾碎片。

        该种夹具的关键元素是采用静电吸附力,使得机器人能用柔软的“手指”牢牢抓住物品,又不会因为力气太大而造成物品毁损;这种夹具有两两相对的“手指”,就像是用拇指与另一根相对的指头拿东西,也能用1根以上手指多任务运作──每根指头都搭配一根相对的大拇指。

        静电吸附的工作原理则是在夹具嵌入了导电条的橡胶手指上施加电压,使手指向内弯曲并如同人类的肌肉那样吸附到被拿取的物品上;因为手指是软性的,能让它们被吸在静电附着的物体形状上。相较于以往,软性夹具必须要事先知道所抓取物品的重量、形状以及脆弱度。


新开发机器人夹具像是以大拇指与另一根相对的指头拿起一颗草莓

        夹具的每一根指头都有五层结构,包括像三明治一样夹在两层电极中间的预拉伸弹性体(re-stretched elastomer),以及不同厚度的两个硅外层,让手指在不通电时向外伸展;当在两层电极中间通电施加吸引力,两根手指就会抓住中间的物品并以静电夹紧。

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updated: 2021-05-14 22:33:09