用“柔軟”的手抓取物體 觸手機(jī)器人以柔克剛
2022-11-09 16:14:09 admin
【化工儀器網(wǎng) 行業(yè)百態(tài)】“抓取”是現(xiàn)在機(jī)械工程中非常重要的一項(xiàng)工作，同時(shí)也是相關(guān)技術(shù)研發(fā)中一個(gè)較為復(fù)雜的課題。簡(jiǎn)單地來(lái)說(shuō)，當(dāng)機(jī)器人(機(jī)械臂)要完成一項(xiàng)抓取工作時(shí)，需要依次完成“位置確定”“信息反饋”“信息判斷”“智能閃避”實(shí)現(xiàn)工作，并且在抓取過(guò)程中，要保證抓取這一行為的穩(wěn)定性。因此如今較為成熟的機(jī)器抓手，背后會(huì)涉及到非常多的工程學(xué)、應(yīng)用科學(xué)、計(jì)算機(jī)科學(xué)以及材料學(xué)成果。
但事實(shí)上，即便是在這種背景下，機(jī)器抓手面對(duì)沉重的物體、不規(guī)則的物體、脆弱的物體依舊可能陷入僵局——盡管依靠嵌入式傳感器、復(fù)雜的反饋回路或先進(jìn)的機(jī)器學(xué)習(xí)算法，結(jié)合操作員的技能是能夠?qū)崿F(xiàn)這些物品的抓取的，但顯然背后的技術(shù)以及操作要求會(huì)原高于一般的抓取工作。
而就在最近，美國(guó)哈佛大學(xué)工程與應(yīng)用科學(xué)學(xué)院研究人員從水母的捕食方式中得到靈感，設(shè)計(jì)了一種新型的能夠?qū)崿F(xiàn)“柔軟抓取”的觸手機(jī)器人，一定程度上解決了沉重的物體、不規(guī)則的物體、脆弱的物體的抓取難題。
據(jù)悉，該觸手機(jī)器人不同于傳統(tǒng)的機(jī)器抓手，采用了細(xì)長(zhǎng)的“觸手”來(lái)代替爪子。這些觸手實(shí)際上是中空的橡膠管，管子的一側(cè)比另一側(cè)橡膠層更厚，這使得管子在充氣受壓的過(guò)程中會(huì)自然發(fā)生卷曲。而當(dāng)多根這樣的管子同時(shí)充氣、卷曲，并在這個(gè)過(guò)程中包裹住需要抓取的物體的時(shí)候，就可以在不需要考慮物體形狀的前提下，以一種并不“強(qiáng)硬”的方式，融合的將物體緊緊抓住。并且只要“觸手”的數(shù)量足夠多，每根“觸手”需要承受的機(jī)械強(qiáng)度就會(huì)低非常多，加上“觸手”本身還會(huì)相互纏繞增加握持的強(qiáng)度，最后便可以輕松的完成抓取工作。并且，這種“觸手”放手的過(guò)程也很簡(jiǎn)單，只需要將觸手中的空氣慢慢排除解壓，“觸手”就會(huì)恢復(fù)回柔軟的狀態(tài)，從而釋放抓取物體。
不過(guò)從技術(shù)本身來(lái)說(shuō)，這種觸手也存在局限性，例如抓取物體的體積，以及特殊的工作環(huán)境。因此，這種機(jī)器抓手并非傳統(tǒng)機(jī)械抓手的替代品，而是互補(bǔ)品，在實(shí)際工作過(guò)程中，還是需要根據(jù)實(shí)際情況來(lái)選擇更加合適的抓取設(shè)備以及抓取方法的。
但事實(shí)上，即便是在這種背景下，機(jī)器抓手面對(duì)沉重的物體、不規(guī)則的物體、脆弱的物體依舊可能陷入僵局——盡管依靠嵌入式傳感器、復(fù)雜的反饋回路或先進(jìn)的機(jī)器學(xué)習(xí)算法，結(jié)合操作員的技能是能夠?qū)崿F(xiàn)這些物品的抓取的，但顯然背后的技術(shù)以及操作要求會(huì)原高于一般的抓取工作。
而就在最近，美國(guó)哈佛大學(xué)工程與應(yīng)用科學(xué)學(xué)院研究人員從水母的捕食方式中得到靈感，設(shè)計(jì)了一種新型的能夠?qū)崿F(xiàn)“柔軟抓取”的觸手機(jī)器人，一定程度上解決了沉重的物體、不規(guī)則的物體、脆弱的物體的抓取難題。
據(jù)悉，該觸手機(jī)器人不同于傳統(tǒng)的機(jī)器抓手，采用了細(xì)長(zhǎng)的“觸手”來(lái)代替爪子。這些觸手實(shí)際上是中空的橡膠管，管子的一側(cè)比另一側(cè)橡膠層更厚，這使得管子在充氣受壓的過(guò)程中會(huì)自然發(fā)生卷曲。而當(dāng)多根這樣的管子同時(shí)充氣、卷曲，并在這個(gè)過(guò)程中包裹住需要抓取的物體的時(shí)候，就可以在不需要考慮物體形狀的前提下，以一種并不“強(qiáng)硬”的方式，融合的將物體緊緊抓住。并且只要“觸手”的數(shù)量足夠多，每根“觸手”需要承受的機(jī)械強(qiáng)度就會(huì)低非常多，加上“觸手”本身還會(huì)相互纏繞增加握持的強(qiáng)度，最后便可以輕松的完成抓取工作。并且，這種“觸手”放手的過(guò)程也很簡(jiǎn)單，只需要將觸手中的空氣慢慢排除解壓，“觸手”就會(huì)恢復(fù)回柔軟的狀態(tài)，從而釋放抓取物體。
不過(guò)從技術(shù)本身來(lái)說(shuō)，這種觸手也存在局限性，例如抓取物體的體積，以及特殊的工作環(huán)境。因此，這種機(jī)器抓手并非傳統(tǒng)機(jī)械抓手的替代品，而是互補(bǔ)品，在實(shí)際工作過(guò)程中，還是需要根據(jù)實(shí)際情況來(lái)選擇更加合適的抓取設(shè)備以及抓取方法的。
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