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  • 这个南京姑娘发明的软体机器人手在美国拿了一等奖

      双十一就要到了,相信物流行业又要面临巨大的包装、运输、配送压力了。记者近日了解到,25岁的南京姑娘陶玮佳研发了一款叫做软体机器人手的机械抓手,该机械抓手可以帮助在仓库中捡拾和包装小物品。这项发明赢得了美国伍斯特理工学院卡列尼安奖第一名,陶玮佳因此获得10000美元的奖励。最近,这项发明已经通过美国专利商标局的专利申请。
     

     
      可以抓鸡蛋的“抓手”,发明过程困难重重
     
      南京姑娘陶玮佳是美国伍斯特理工学院机器人工程系的一名毕业生。11月1日,远在美国的陶玮佳告诉记者,这是一种柔软的机器人手,可以将其放在现有的机器人手臂上,并用于从仓库货架上取货和包装产品。
     

     
      水果、蛋糕、鸡蛋、肥皂盒、罐头、乐高积木……各式各样的物品,通过软体机器人的“手”,就能轻易地将物体包裹住,再运送到指定的位置。现代快报记者看到,这个软体机器人构造并不复杂,一个十字交叉的底座,通过几根钢管灵活驱动,钢管连接的抓手,有四根硅胶“手指”,看上去像章鱼的触须,非常灵活。
     





     
      2016年,陶玮佳在伍斯特理工学院就读研究生期间,开始萌发研究软体抓手的想法。“上大学的时候,就一直在教授的实验室帮忙,跟着做了很多项目。在工业上,如果想抓取一个东西,那就得为它的形状去匹配一个对应的工具。”陶玮佳说,她和机械工程学助理教授卡格达斯·奥纳尔想发明一个软体的抓手,由抓手去适应物体,而不是让物体去匹配特定的抓手。
     
      想法有了,但操作并没那么容易,软体抓手真正成型花了将近一年半的时间。陶玮佳说,在这过程中,团队也遇到了很多困难。一开始,他们想做的是利用液压驱动手爪去抓取水里的物体。“液压是一些工业机械比较常用的方式,但是有很多的问题,比如操作的时候要带上液压罐,不仅很麻烦,还有漏液等风险。”
     
      之后,陶玮佳想到用电机的方式来进行驱动,让液压机器人抓手更新换代变成了电机机器人抓手。“不过使用电机也又产生了一个新问题,怎么用电机驱动绳子,让抓手能完美地抓取物体,需要在内部结构和外部连接上做很多设计。”
     
      陶玮佳还提到,一开始设计出来的时候,其实抓手跟她所想象的也不同。“我的预想是,抓手像人的手一样,能灵活的抓取物体。但一开始抓手抓取物体时,容易因为过度紧绷,导致手指方向扭曲。经过教授的指导,多次的改良后,软体抓手最终诞生。”
     
      发明参加学校竞赛,一举拿下一等奖
     
      陶玮佳所在的伍斯特理工学院每年都会进行卡列尼安奖竞赛。这个竞赛设立于2006年,是 Alba Kalenian为纪念已故丈夫、发明家 Aram Kalenian 而设立的竞赛,旨在支持创新思想或开发商业产品。
     

    陶玮佳(右一)在卡列尼安奖竞赛中获得第一名
     
      2017年,陶玮佳和教授带着软体抓手参加了竞赛。一开始,陶玮佳根本没想到自己能拿奖,入围竞赛就让她很开心了。“学校有非常多的实验室,各种项目都会去申报,我竟然拿了一等奖,这让我很受鼓励。”
     
      “我们的软体抓手可以抓住包裹手指的任何东西,例如纸巾盒或其他在仓库中捡拾或包装的物品。它还可以执行需要具有良好运动技能的任务,例如将各个甜甜圈包装到盒子中,可以抓住鸡蛋而不会压碎它。”
     

     
      陶玮佳告诉现代快报记者,她把获得的奖金用于组件上,继续开发机械抓手,尝试不同的迭代。“这是我们的第一个原型,我希望能让这个机械抓手更适应其他机器人手臂,并能够将其出售给小型企业和仓库,查看其如何执行不同的任务。”
     
      陶玮佳希望能够设计出不同尺寸的“抓手”,允许针对自定义任务(例如在仓库中移动大箱子)使用自定义手柄。“就未来潜力而言,通过使用机械手在移动机械臂的帮助下采摘和包装水果,农业可以从中受益。”她说,机械手可以使人们免于在装配线上进行重复性工作,因此他们可以做更多的“创造性”工作,例如编程,培训和维护机器人。
     

     
      近期,陶玮佳收到美国专利商标局的通知。机械抓手的专利已经获批,目前,这项发明已经在商业化的进程当中,并且已经有企业购买。
     
      从小痴迷机械,立志创新机器人技术
     
      谈起在机器人技术上的创新,陶玮佳打趣自己从小就像一个男生一样,特别迷恋机械,对于各种电器都充满了好奇,想知道它们是怎么运作的。
     
      陶玮佳的父亲陶先生介绍,女儿从小兴趣爱好就和同龄的女孩子有些不同,就爱玩男孩子们爱玩的机器人,琢磨各种机械的东西。“不过我们都非常支持她的兴趣爱好,并没有扼杀、制止,而是让她自己去发展。我们一直很支持她的决定。”
     

     
      高中时,在南京外国语学校就读的陶玮佳,加入了学校的乐高机器人兴趣小组。他们的项目在全国比赛中名列前茅。那时候开始,有了些“技术”的陶玮佳开始对家里的电器“下手”了,拆拆装装都是家常便饭。“收音机坏了就拆了,看看里头是什么样子,电路、电机是应该怎么运行的,没想到也就修好了。”
     
      目前,陶玮佳在美国的一家创业公司工作,研究更智能的机器人解决方案。对于未来的计划,她希望能够继续读博士深造,在机器人软体领域进行更深入的研究。“机器人并不是在代替人工,而是在提高生产线的效率,而提高效率会使更多的人受益。在我心里,这是非常有意义的事。我希望能一直从事下去。
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