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韓國機械與材料研究所宣布,它已開發出世界上第一個能夠進行所有抓取動作的抓手,其靈感來自象鼻。具體來說,它是模仿大象用鼻尖捏住并撿起小物體,或通過象鼻深深吸入空氣來抓住大物體。
抓手抓取各種尺寸和形狀的物體(上),象鼻和抓手抓薯片的比較(下)。圖片來源:韓國機械材料研究所
這種象鼻抓手,可利用其柔軟的結構、可拉伸的薄壁和允許抓手改變形狀的電線,通過捏吸融合機制抓取物體。研究團隊希望這項新技術能夠適用于各個領域,因為它不僅能有效運輸各種尺寸的物體,而且能以穩定的方式抓取和組裝物體,而不需要使用任何復雜的機械裝置或傳感器。
抓手的柔軟結構具有多個微通道,可在內部產生真空,幫助其附著在物體上。由于這些微通道中的每一個都是靈活的,因此它可以修改其形狀以匹配它所接觸的物體的形狀,柔軟結構本身通過對物體表面產生黏附力而起到吸盤的作用。
此外,通過拉動位于柔軟結構中心的控制電線,夾子還可自行折疊成兩半,使其可像爪子一樣夾取和抓取物體。以這種方式使用時,位于夾持器外部的可拉伸薄壁會包裹并密封目標物體,通過在夾持器內部產生真空,大大增加夾持力。
此前,抓手機器人已分別開發為爪型或吸力型。不過對體型大于爪子可打開的最大尺寸的物體,爪型機器人是沒有辦法的。而吸力型機器人雖然能夾持各種大尺寸的物體,但在夾持非常細的物體(如針或線)、布料或海綿等空氣可通過的物體時,會遭遇困難。
新開發的抓手通過同時運用爪式和吸力式夾持機構,可夾持各種尺寸和材質的物體。它不僅可從地板上抓取小于抓手百分之一的小尺寸物體,例如直徑0.25毫米的針灸針,還可抓取尺寸是其10倍的大型物體。
此外,該抓手還可通過簡單地打開和關閉氣缸,開啟爪式夾持模式,以夾持和抓取多種多樣的物體,而無需任何復雜的傳感器或控制器。
【總編輯圈點】
這個機器抓手有趣之處,不但是會抓和吸,它還會利用這兩種模式,像人類一樣“捏”。類似覆在地板上非常薄的一層物體,對一般機器人來說很難拾取,但新機器抓手可以像人類手指一樣輕輕捏住,同時產生真空,牢牢抓握。這一優勢除了在工業制造中大有用處外,也讓機器人更為人性化,譬如,它可以為你換上易碎的燈泡,或者輕輕折下一枝嬌嫩的玫瑰。