Origami Inspired機(jī)器人抓手

目前在工業(yè)應(yīng)用中通常使用的機(jī)器人夾具往往是剛性的，并且只能在沒(méi)有任何直觀能力的結(jié)構(gòu)化環(huán)境中工作。隨著麻省理工學(xué)院和哈佛大學(xué)的研究人員開(kāi)發(fā)出一種柔軟但特別強(qiáng)大的軟抓手機(jī)器人，這種情況很快就會(huì)發(fā)生變化，這種機(jī)器人的重量可以達(dá)到其重量的100倍。機(jī)器人 - 麻省理工學(xué)院計(jì)算機(jī)科學(xué)與人工智能實(shí)驗(yàn)室(CSAIL)和哈佛大學(xué)的John A. Paulson工程與應(yīng)用科學(xué)學(xué)院合作，是一種折紙式的錐形結(jié)構(gòu)，在物體上坍塌，類(lèi)似于金星捕蠅草植物捕獲它的獵物。

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目前存在的橡膠機(jī)器人夾具柔軟且有彈性，允許它們拾取諸如葡萄，盒子甚至空水瓶之類(lèi)的物品。然而，它們通常僅限于在沒(méi)有太多重量的情況下拾取物體。

麻省理工學(xué)院教授Daniela Rus表示，這種新型夾具不太受限制，能夠抓住并拾取大量物體，包括湯罐，錘子，酒杯，無(wú)人機(jī)，以及像一塊西蘭花一樣細(xì)小的東西。 ，CSAIL主任。

“以前解決包裝問(wèn)題的方法只能處理非常有限的物體類(lèi)別 - 非常輕的物體，或符合箱子和圓柱體等形狀的物體，”她說(shuō)。“但是憑借Magic Ball夾具系統(tǒng)，我們已經(jīng)證明我們可以為各種各樣的物品(從葡萄酒瓶到西蘭花，葡萄和雞蛋)進(jìn)行取放任務(wù)。換句話(huà)說(shuō)，重物和輕物體。精致或堅(jiān)固的物體，或具有規(guī)則或自由形狀的物體。“

實(shí)際上，新的機(jī)器人抓手為這些類(lèi)型的機(jī)器可以做什么設(shè)置了不同的條件，麻省理工學(xué)院和CSAIL的研究人員處于這類(lèi)研究的最前沿。事實(shí)上，羅斯說(shuō)她有一天希望創(chuàng)造一個(gè)“能為你自動(dòng)包裝雜貨的機(jī)器人”，她說(shuō)。

折紙的力量

研究人員使用了與之前在夾子設(shè)計(jì)中使用的不同形式的機(jī)器人形狀，靈感來(lái)自于所謂的“折紙魔術(shù)球”，這是日本紙張折疊藝術(shù)中的一種設(shè)計(jì)。研究人員說(shuō)，這種形狀 - 錐形，中空和真空供電 - 允許設(shè)備包裹整個(gè)物體并成功地拾取它。

機(jī)器人抓手有三個(gè)部分 - 基于折紙的骨架結(jié)構(gòu)，用于包住結(jié)構(gòu)的氣密皮膚和連接器。為了制造這些零件，研究人員使用了一種機(jī)械橡膠模具和一種特殊的熱收縮塑料，可在高溫下自行折疊。

為了測(cè)試夾具在不同物體上的強(qiáng)度，研究人員將其與標(biāo)準(zhǔn)機(jī)器人配對(duì)。他們發(fā)現(xiàn)抓手可以抓住并抬起70%直徑的物體，這使得它可以拾起并保持各種軟食而不會(huì)造成損壞。它還可以撿起重達(dá)4磅的瓶子。

CSAIL和哈佛大學(xué)的John A. Paulson工程與應(yīng)用科學(xué)學(xué)院的聯(lián)合博士后李曙光表示，其性能將使其對(duì)亞馬遜這樣的船公司具有吸引力，這些公司需要在倉(cāng)庫(kù)中采用這種自動(dòng)化方式來(lái)獲取“微妙或不規(guī)則”他說(shuō)，“目前用手指式和吸盤(pán)式手柄不能做到這一點(diǎn)。”

“吸盤(pán)無(wú)法拾取任何帶孔的東西 - 而且它們需要的東西比柔軟的手指夾持器強(qiáng)得多，”李說(shuō)。

目前，折紙式夾持器最適用于瓶子或罐子等圓柱形物體，這也意味著它非常適合用于工廠的生產(chǎn)線。但是，它確實(shí)有其局限性;研究人員說(shuō)，例如，夾子拿起一些平坦的東西，如三明治或書(shū)，這將是一個(gè)挑戰(zhàn)。

研究人員表示，該團(tuán)隊(duì)計(jì)劃繼續(xù)努力，通過(guò)增加計(jì)算機(jī)視覺(jué)來(lái)解決夾具目前在角度和方向上遇到的一些問(wèn)題，他們說(shuō)這可以讓抓手“看到”并能夠抓住物體的特定部位。

Elizabeth Montalbano是一位自由撰稿人，撰寫(xiě)了20多年的技術(shù)和文化。她曾在鳳凰城，舊金山和紐約市作為專(zhuān)業(yè)記者生活和工作。在空閑時(shí)間，她喜歡沖浪，旅游，音樂(lè)，瑜伽和烹飪。她目前居住在葡萄牙西南海岸的一個(gè)村莊。