如果你想在機(jī)器人世界末日中幸存下來 ， 那就關(guān)好門吧!盡管機(jī)器人在精度、速度、一致性方面表現(xiàn)出色 ， 但它們?cè)诓倏v門把手等基本任務(wù)方面的表現(xiàn)卻依然糟糕 。 部分問題在于 ， 它們必須在為人類而建、為人類之手而設(shè)計(jì)的世界中穿行 。 而這些手堪稱是自然界中最復(fù)雜的結(jié)構(gòu) 。
不過 ， 比薩大學(xué)(University of Pisa)和意大利理工學(xué)院(Italian Institute of Technology)的研究人員已經(jīng)開發(fā)出一種極其簡(jiǎn)單、但功能驚人的機(jī)器人手 ， 名為SoftHand 2 ， 它只用兩個(gè)馬達(dá)就能支持工作 。 相比之下 ， 雖然Shadow Dexterous Hand功能更加強(qiáng)大 ， 但它需要20個(gè)馬達(dá) 。 SoftHand還承諾 ， 它將幫助機(jī)器人以低廉價(jià)格占領(lǐng)市場(chǎng) 。
和其他機(jī)器人手一樣 ， SoftHand使用“肌腱”(也就是電纜)來拉手指,但它的排列方式完全不同 。 SoftHand只使用一根穿過每個(gè)手指滑輪的電纜 ， 而不是將一堆電纜連接到每個(gè)手指上 。 雖然新的設(shè)計(jì)會(huì)降低機(jī)械手的靈活性 ， 但同時(shí)也降低了成本和耗電量 。 這已經(jīng)很不多 ， 畢竟還沒有一種技術(shù)能制造出適合所有機(jī)器人的機(jī)械手 。 更復(fù)雜的機(jī)器人手無疑會(huì)在某些用例中占有一席之地 ， 比如SoftHand 。
為了創(chuàng)造出這只靈巧而簡(jiǎn)單的機(jī)器人手 ， 研究人員最初只造了更簡(jiǎn)單的SoftHand ， 它只有一個(gè)馬達(dá) 。 幫助開發(fā)該系統(tǒng)的機(jī)器人專家科西莫?德拉-桑迪納(Cosimo Della Santina)說:“這個(gè)想法的靈感是 ， 當(dāng)你啟動(dòng)馬達(dá)時(shí) ， 肌腱的長(zhǎng)度就會(huì)收縮 ， 這樣你就會(huì)迫使手閉合 。 ”
由于關(guān)節(jié)有彈性 ， 肌腱和手指再次展開就會(huì)成為平坦的手掌 。 如果你想握住一個(gè)球 ， 它的效果很好 。 但由于手指或多或少是一致運(yùn)動(dòng)的 ， 精細(xì)操作是不可能的 。 通過增加一個(gè)馬達(dá) ， SoftHand 2顯著提高了靈巧度 。 看看下面的圖片 。 肌腱的每一端(仍然蜿蜒穿過所有的手指)都連接在手腕的兩個(gè)馬達(dá)之一上 。 如果你把馬達(dá)往同一個(gè)方向移動(dòng) ， 肌腱就會(huì)收縮 ， 你就會(huì)看到最上面一行的手勢(shì)——A、B、C和D 。 同樣的動(dòng)作也適合于原始SoftHand 。
但是把馬達(dá)往相反的方向運(yùn)行 ， 會(huì)有更復(fù)雜的事情出現(xiàn) ， 比如E、F、G和H中的場(chǎng)景 。 在這種情況下 ， 一個(gè)馬達(dá)放出肌腱 ， 而另一個(gè)旋轉(zhuǎn)肌腱 。 德拉-桑迪納稱：“如果你的肌腱在很多滑輪中運(yùn)動(dòng) ， 肌腱的張力就不是恒定的 。 ”
如果一個(gè)馬達(dá)在拉 ， 肌腱末端的拉力會(huì)更高 。 如果另一個(gè)馬達(dá)在放肌腱 ， 那一端的張力就會(huì)降低 。 通過這種方式利用張力 ， SoftHand比一般的機(jī)械手需要更少的電纜 ， 但仍然可以讓所有的手指擺動(dòng) 。
看一看下面的圖 ， 你會(huì)發(fā)現(xiàn)一個(gè)額外的馬達(dá)所帶來的不同 。 左邊有一個(gè)馬達(dá) ， 右邊有兩個(gè) 。 前一種蠻力迫使它把所有手指都?jí)涸谇蛏?。 不過 ， 由于肌腱張力的差異 ， 后者可以更從容地捏住球 。
雖然SoftHand只用兩個(gè)馬達(dá)工作 ， 但它可以完成一系列令人印象深刻的動(dòng)作 。 它可以伸出食指去打開工具箱 ， 或者從桌子上滑下一張紙 。 它甚至可以擰開一個(gè)罐子 。 所有這些設(shè)計(jì)意味著它相對(duì)便宜 ， 因?yàn)楦囫R達(dá)意味著成本更高 。
卡內(nèi)基梅隆大學(xué)研究機(jī)器人操作的機(jī)器人專家萊雷爾?平托(Lerrel Pinto)說:“要讓機(jī)器人學(xué)習(xí)并做些很酷的事情 ， 我們需要廉價(jià)、可靠和復(fù)雜的系統(tǒng) 。 我認(rèn)為它們的手達(dá)到了這種平衡 ， 但真正的測(cè)試是其他研究人員是否找到了它的用途 。 它能用于自主學(xué)習(xí)嗎？它是可靠的嗎？可以完成數(shù)千次抓取？這些問題仍然沒有答案 。 ”
【這款靈巧的機(jī)器人手 想要以低廉的價(jià)格占領(lǐng)市場(chǎng)】
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