400-099-1872
受日本剪紙藝術的(de)啓發，研究人(rén)員(yuán)開發了(le)一種既溫和(hé)又堅固的(de)新型機器人(rén)抓手 Jie Yin/北(běi)卡羅來(lái)納州立大(dà)學
研究人(rén)員(yuán)利用(yòng)一種受日本剪紙藝術啓發的(de)新穎設計，開發出了(le)一種溫和(hé)而堅固的(de)機器人(rén)抓取器，它可(kě)以折疊衣服，抓住一滴水(shuǐ)和(hé)超薄微纖維，舉起16000倍于自身重量的(de)東西，還(hái)可(kě)以翻頁。該設備具有廣泛的(de)潛在應用(yòng)，從假肢到微創手術和(hé)深海探險。
最近，我們看到了(le)大(dà)量的(de)機器人(rén)抓取器，包括無電操作的(de)抓取器，靈感來(lái)自花朵，或者運動的(de)木(mù)制“手指”。但是，北(běi)卡羅來(lái)納州立大(dà)學的(de)研究人(rén)員(yuán)可(kě)能剛剛開發出更高(gāo)級的(de)機器人(rén)抓手。
該研究的(de)通(tōng)訊作者Jie Yin說：“由于強度、精度和(hé)溫和(hé)性之間的(de)權衡，很難開發出一種能夠處理(lǐ)超軟、超薄和(hé)重物(wù)的(de)單一柔軟夾具。”。“我們的(de)設計完美(měi)地平衡了(le)這(zhè)些特點。”
爲了(le)在各種情況下(xià)都有用(yòng)，理(lǐ)想的(de)抓握器要能夠在需要的(de)地方精細使用(yòng)，同時(shí)也(yě)能夠表現出力量和(hé)靈活性。爲了(le)實現這(zhè)些目标，研究人(rén)員(yuán)從日本剪紙藝術那裏獲得(de)了(le)基裏加米的(de)靈感。
與折紙密切相關的(de)基裏加米，二維紙被折疊和(hé)切割以形成三維形狀。研究人(rén)員(yuán)發現，使用(yòng)基裏加米風格的(de)設計爲他(tā)們的(de)抓手提供了(le)獨特的(de)優勢。
尹說：“機器人(rén)抓取器的(de)強度通(tōng)常是以有效載荷與重量的(de)比值來(lái)衡量的(de)。”。“我們的(de)抓手重0.4克，可(kě)舉起6.4公斤[14.1磅]。有效載荷與重量之比約爲16000。這(zhè)比之前6400的(de)有效載荷重量比記錄高(gāo)出2.5倍。結合其溫和(hé)和(hé)精确的(de)特點，夾持器的(de)強度表明(míng)其應用(yòng)範圍廣泛。”
根據研究人(rén)員(yuán)的(de)說法，這(zhè)些特征更多(duō)地與夾具的(de)設計有關，而不是它們的(de)制造材料。
該研究的(de)主要作者Yaoye Hong說：“實際上，這(zhè)意味著(zhe)你可(kě)以用(yòng)可(kě)生物(wù)降解的(de)材料制造夾子，比如堅固的(de)植物(wù)葉子。”。“這(zhè)對(duì)于隻想在有限的(de)時(shí)間内使用(yòng)夾持器的(de)應用(yòng)尤其有用(yòng)，例如在處理(lǐ)食品或生物(wù)醫學材料時(shí)。我們已經證明(míng)，夾持器可(kě)以用(yòng)于處理(lǐ)尖銳的(de)醫療廢物(wù)，如針頭。”
說到應用(yòng)，在概念驗證測試中，研究人(rén)員(yuán)将他(tā)們的(de)抓手與肌肉控制（肌電）假手集成在一起，證明(míng)了(le)它可(kě)以翻頁并從葡萄藤上摘葡萄。
基裏加米手爪可(kě)以抓住水(shuǐ)滴和(hé)6.4公斤/14.1磅的(de)重量，集成在假手中，由植物(wù)材料制成 洪等人(rén)/北(běi)卡羅來(lái)納州立大(dà)學
研究合著者He（Helen）Huang說：“這(zhè)種夾子增強了(le)使用(yòng)現有假肢難以完成的(de)任務的(de)功能，比如拉某些類型的(de)拉鏈、撿硬币等等。”。“新的(de)夾具不能取代現有假手的(de)所有功能，但它可(kě)以用(yòng)來(lái)補充其他(tā)功能。基裏加米夾具的(de)優點之一是，你不需要更換或增加機器人(rén)假肢中使用(yòng)的(de)現有電機。在使用(yòng)夾具時(shí)，你可(kě)以簡單地利用(yòng)現有電機。”
但研究人(rén)員(yuán)相信，他(tā)們的(de)新型夾子可(kě)以用(yòng)于更多(duō)的(de)用(yòng)途。
尹說：“我們認爲這(zhè)種夾持器的(de)設計在從機器人(rén)假肢、食品加工到制藥和(hé)電子制造等領域都有潛在的(de)應用(yòng)。”。“我們期待著(zhe)與行業合作夥伴合作，找到使用(yòng)該技術的(de)方法。”
資料來(lái)源：北(běi)卡羅來(lái)納州立大(dà)學
