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柔软的细管机器人解决了抓取脆弱物体的棘手问题

   日期:2022-10-25     来源:cnBeta.COM     评论:0    
标签: 细管机器人
  拥有柔软触觉的人似乎对抓取精致的物体不存在太多问题,但对冷冰冰的机器人来说,这可能是一个艰难的要求。哈佛大学约翰-A-保尔森工程与应用科学学院(SEAS)的研究人员采取了一种以数字为基础的方法,用一个抓手将多个细管卷在一个脆弱的物体上。
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  SEAS团队指出,许多正在使用或在实验室中的机器人抓手将机器学习算法、复杂的反馈控制系统和众多传感器与操作者的技能结合起来,以抓取形状怪异或脆弱的物品。为了寻找一种更简单的方法,研究人员转向了大自然。
 
  多年来,从捕蝇草到大象鼻子再到章鱼腕足,都为软体机器人抓手的设计提供了灵感,而这一最新进展则是研究水母的触手如何抓取猎物。虽然每个触手本身的力量不足以抓到食物,但水母利用许多触手来抓住并保持住。SEAS的抓手也是利用类似的情况,它采用了一些一英尺长的空心管,其中一边的橡胶比另一边厚。当充满液体时,每根管子"像小辫子一样卷曲,或者像雨天拉直的头发一样",将自己缠绕在目标物体上。
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  一根充满液体的管子对娇嫩但形状古怪的植物很温和,但一些管子自己卷曲在物体周围,它们自己给了抓取器足够的综合力量来举起和抓牢图像/哈佛微型机器人实验室/哈佛SEAS
 
  每个单独的管子都可以对物体提供温和的接触,以防止损坏脆弱的物体,但多个管子围绕着甚至是形状古怪的物体以及彼此的联合努力,使抓手有足够的力量进行提升和保持操作。
 
  这是在不需要一套先进的传感器、反馈控制或事先计划的情况下实现的,随后,通过从空心管中取出液体来释放压力,就可以放走被缠住的物体。SEAS团队已经用一系列物体测试了该抓手,包括家庭植物和玩具,并认为它有可能应用于产品分销设施中的取放操作,在医疗环境中抓取脆弱的组织,以及在农场或存储中心处理柔软的水果和蔬菜。
 
  论文的第一作者凯特琳-贝克尔说:"通过这项研究,我们想重新想象我们与物体的互动方式。通过利用软体机器人的自然顺应性,并用顺应性结构来加强它,我们设计了一个大于其各部分之和的抓手,以及一个能够以最小的规划和感知来适应一系列复杂物体的抓取策略。"
 
  一篇关于该开发的论文已经发表在《美国国家科学院院刊》上。
 
 
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