超級(jí)靈活的“男友力”機(jī)器手問世
要力氣時(shí)可以捏扁罐頭,要精細(xì)時(shí)可以拿起小鑷子,擁有這般“男友力”的其實(shí)是一只機(jī)器手。據(jù)英國《自然·通訊》雜志14日發(fā)表一項(xiàng)研究,韓國科學(xué)家團(tuán)隊(duì)報(bào)告了一種機(jī)器手集成了響應(yīng)式運(yùn)動(dòng)、傳感并擁有高度靈活性所需的所有組件。這種機(jī)器手可以安裝到現(xiàn)有商業(yè)機(jī)器手臂上,從抓握雞蛋到使用剪刀和鑷子,能夠執(zhí)行各種各樣的任務(wù)。
人體全部206塊骨頭中,有54塊在手上,相當(dāng)于骨頭總數(shù)的四分之一,而驅(qū)動(dòng)這些骨頭的手部肌肉結(jié)構(gòu)也極其復(fù)雜,正因如此,人類手的運(yùn)動(dòng)看似平常,卻涉及相當(dāng)高的靈巧水平,能從事包括從精細(xì)物體的抓取到繁復(fù)工具的操作等多種任務(wù)。而解釋人手極其復(fù)雜的功能,迄今為止仍然是領(lǐng)域中尚未解決的挑戰(zhàn)。
機(jī)器人的手與人類的手有著相似的功能,因此在執(zhí)行任務(wù)時(shí)也可以擁有很高的靈活性,實(shí)際應(yīng)用中,機(jī)器手有執(zhí)行跨度很大的任務(wù)的潛力。但是,開發(fā)沒有額外驅(qū)動(dòng)部件使之移動(dòng)的手,同時(shí)保持其高度靈活性或以適當(dāng)力量抓取的能力是一個(gè)巨大挑戰(zhàn)。額外驅(qū)動(dòng)部件也使這些手難以集成在現(xiàn)有的機(jī)械臂上,限制了它們的用途。
韓國亞洲大學(xué)科學(xué)家團(tuán)隊(duì)此次開發(fā)了一種靈活的機(jī)器手,稱為“ILDA”(集成連接驅(qū)動(dòng)的靈活擬人)。這只手由20個(gè)關(guān)節(jié)組成,允許15度自由移動(dòng),指尖力34牛頓,總重不到1.1公斤,體積小巧(218毫米),有觸覺傳感能力。
研究人員表示,“ILDA”的所有組件都集成到了手上,這意味著它可以無須額外部件(如前臂)就能連接到現(xiàn)有的機(jī)械臂上。而一系列實(shí)驗(yàn)表明,這只手可以拿起各種形狀的物體,強(qiáng)力抓握時(shí)可壓扁罐頭,或精細(xì)抓握時(shí)拿住一個(gè)雞蛋,同時(shí)這只手還可以用剪刀裁紙以及用鑷子拿起小物體。
輕輕拿起一顆雞蛋,既不會(huì)用力過度捏爆它,也不會(huì)力道過輕把它摔地上,對(duì)人類來說是與生俱來的本領(lǐng),對(duì)機(jī)器人來說卻是個(gè)大挑戰(zhàn),這次成功實(shí)現(xiàn)表明該機(jī)器手在觸覺傳感、反饋機(jī)制、精細(xì)操作等方面的巨大進(jìn)步。
總編輯圈點(diǎn)
我們常說機(jī)器“笨拙”,就是因?yàn)闄C(jī)器手干不了太過精細(xì)的活。你可以給它們?cè)O(shè)定程序,讓它們寫字畫畫,但自如抓握,控制力道,依然還是欠點(diǎn)火候。人手是精妙的工具,因?yàn)樗袕?fù)雜的結(jié)構(gòu)。從手臂到手肘到手掌再到手指,骨頭,肌肉,肌腱,互相關(guān)聯(lián),彼此協(xié)作。要把這一切搬到機(jī)器手上可就太難了——體積不能太大,傳感器得足夠多,結(jié)構(gòu)也要夠靈活……心有猛虎,細(xì)嗅薔薇,說來容易,讓機(jī)器辦到,則是對(duì)人類的一大考驗(yàn)。不過,現(xiàn)在看來,人類又完成了一項(xiàng)挑戰(zhàn)。記者張夢(mèng)然
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