柔軟機械手幾乎“復制”人手

　　

圖片來源：阿爾維斯等/《機器人和仿生系統》

　　科技日報北京 9 月 4 日電 (記者張夢然)基于柔性材料的機器人可以很好地復制人類和動物的外觀、動作和能力。雖然現已開發出無數柔性機器人，但由于其組件成本高昂或制造工藝復雜很難大規模生產。葡萄牙科英布拉大學研究人員最新開發了一款機器人手，其價格便宜且更容易制造。發表在新一期《機器人和仿生系統》上的該項成果，將柔性執行器與外骨骼集成在一起，這兩者都可使用可擴展技術來生產。

　　大多數機器人都是由剛性材料制成的，但自然界的動物身體大部分可由堅硬的部分(骨骼)和柔軟的部分(例如肌肉)組成。有些動物，比如蚯蚓，是完全軟體的。從大自然中汲取靈感的下一代機器人，也將采用柔性材料制成的組件。

　　與剛性機器人相比，柔性機器人更為安全，并且可在室外和室內環境中與人類或動物更好地共存——一旦發生碰撞，這些機器人幾乎不會對生物造成重大損壞或傷害。

　　在制造機械手之前，研究人員利用有限元分析來優化設計，從而降低原型制作成本。事實證明，常規 3D 打印依然是有效的。

　　新的機器人手基于幾種不同的材料。其精心設計的結構旨在復制人手的外觀和功能，再現其動作和能力。機械手的配置由 5 個柔性執行器組成，每個執行器對應一個手指，以及一個提高手指彎曲能力的外骨骼。開關控制器保持手指彎曲角度，使手能有效地抓住不同形狀、重量和尺寸的物體。

　　該研究能在制造之前就優化設計，提高了柔性機器人手的可及性、降低了成本并消除通常依賴于資源密集型迭代工作流程的耗時的設計制造程序。