中國教育報-中國教育新聞網訊(記者 程墨 通訊員 孫彥欽 尚紫荊)近日,中國地質大學(武漢)自動化學院智能機器人系統實驗室賴旭芝教授團隊研發出一款剛—柔—軟結構仿人手指機器人,相關研究成果發表在《自然》子刊《自然·通訊》上,該校自動化學院為第一完成單位。剛—柔—軟結構仿人手指融合了多種材料的優勢,兼具剛性手指的高承載能力與柔性手指的靈活性和安全性,適用于抓取超脆性物體。
該研究設計的仿人手指由剛性管狀骨骼、柔性關節彈簧、氣動薄膜驅動器和軟體硅膠皮膚組成。這種結構確保了該仿人手指的剛度和穩定性,同時使其具有類似人手的柔順輸出力,且不占用額外空間。
從12克的小番茄到1千克的3D打印耗材、從雞蛋到卷心菜、從A4紙到氣球、從三指抓取到雙指抓取……研究團隊通過大量實驗,驗證了裝有該仿人手指的抓持器在不同質量、硬度、尺寸和形狀的情形下具有良好的抓取能力。
在抓取豆腐、薯片,轉移活體青蛙的實驗中,裝有該仿人手指的抓持器體現出在操控超軟、易碎物體時的順應性與穩定性,以及良好的防水性能。
剛—柔—軟結構仿人手指結構簡潔、成本低廉,能夠在復雜環境中實現對多種物體穩定、安全且靈巧的抓取,有望成為人類手指的有效替代方案。該研究團隊成員、中國地質大學(武漢)自動化學院教授孟慶鑫表示,該新型仿人手指能夠裝置到任何人形機器人上,為醫療康復、食品處理、智能服務等需應對多樣化、復雜任務的機器人應用領域開辟了新的可能。
近年來,由賴旭芝教授領銜的智能機器人系統研究團隊,開展了一系列先進智能機器人設計、建模與控制方法的研究,實驗室研究范圍涵蓋氣動機器人、介電彈性體機器人、磁驅動機器人、液態金屬機器人等諸多科研項目。
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