可擴展 成本低 用途廣柔軟機械手幾乎“復(fù)制”人手

圖片來源：阿爾維斯等/《機器人和仿生系統(tǒng)》

科技日報記者?張夢然

????基于柔性材料的機器人可以很好地復(fù)制人類和動物的外觀、動作和能力。雖然現(xiàn)已開發(fā)出無數(shù)柔性機器人，但由于其組件成本高昂或制造工藝復(fù)雜很難大規(guī)模生產(chǎn)。葡萄牙科英布拉大學研究人員最新開發(fā)了一款機器人手，其價格便宜且更容易制造。發(fā)表在新一期《機器人和仿生系統(tǒng)》上的該項成果，將柔性執(zhí)行器與外骨骼集成在一起，這兩者都可使用可擴展技術(shù)來生產(chǎn)。

　　大多數(shù)機器人都是由剛性材料制成的，但自然界的動物身體大部分可由堅硬的部分（骨骼）和柔軟的部分（例如肌肉）組成。有些動物，比如蚯蚓，是完全軟體的。從大自然中汲取靈感的下一代機器人，也將采用柔性材料制成的組件。

　　與剛性機器人相比，柔性機器人更為安全，并且可在室外和室內(nèi)環(huán)境中與人類或動物更好地共存——一旦發(fā)生碰撞，這些機器人幾乎不會對生物造成重大損壞或傷害。

　　在制造機械手之前，研究人員利用有限元分析來優(yōu)化設(shè)計，從而降低原型制作成本。事實證明，常規(guī)3D打印依然是有效的。

　　新的機器人手基于幾種不同的材料。其精心設(shè)計的結(jié)構(gòu)旨在復(fù)制人手的外觀和功能，再現(xiàn)其動作和能力。機械手的配置由5個柔性執(zhí)行器組成，每個執(zhí)行器對應(yīng)一個手指，以及一個提高手指彎曲能力的外骨骼。開關(guān)控制器保持手指彎曲角度，使手能有效地抓住不同形狀、重量和尺寸的物體。

　　該研究能在制造之前就優(yōu)化設(shè)計，提高了柔性機器人手的可及性、降低了成本并消除通常依賴于資源密集型迭代工作流程的耗時的設(shè)計制造程序。