導(dǎo)讀：長期以來，機(jī)械手臂一直在努力達(dá)到與人類手部相媲美的靈活性和多功能性。雖然傳統(tǒng)的工業(yè)機(jī)器人依靠簡單的夾具或吸盤來完成操作任務(wù)，但這些方案在精細(xì)和敏感地處理各種物體方面表現(xiàn)不佳。

為了彌補(bǔ)這一差距，蘇黎世聯(lián)邦理工學(xué)院和南洋理工大學(xué)的研究團(tuán)隊(duì)開發(fā)了一種新的解決方案：一種用于機(jī)器人手的傳感軟皮膚。這種技術(shù)旨在賦予機(jī)器人手類似于人類手的觸覺感知能力。

仿生肌腱驅(qū)動(dòng)手配備滾動(dòng)接觸關(guān)節(jié)，圖片來自：蘇黎世聯(lián)邦理工學(xué)院/新加坡南洋理工大學(xué)

研究團(tuán)隊(duì)開發(fā)的機(jī)器人手裝配了3D打印的皮膚和觸覺傳感器，具備仿生肌腱驅(qū)動(dòng)和滾動(dòng)接觸關(guān)節(jié)。這種復(fù)雜的結(jié)構(gòu)和內(nèi)置的觸覺傳感器使得人類手具有感知和操縱物體的非凡能力。雖然機(jī)器人在利用視覺反饋模仿類人操作技能方面已取得了長足的進(jìn)步，但觸覺感知被認(rèn)為是進(jìn)一步增強(qiáng)機(jī)器人能力的關(guān)鍵。

傳統(tǒng)的機(jī)器人夾具通常缺乏處理精細(xì)物體所需的復(fù)雜結(jié)構(gòu)和柔軟特性。為了克服這一限制，研究團(tuán)隊(duì)專注于開發(fā)一種可以包裹機(jī)器人手的柔軟皮膚，這不僅提供關(guān)節(jié)保護(hù)，還通過增加接觸面積來改善抓握力。

研究團(tuán)隊(duì)利用多材料3D打印和折紙啟發(fā)的設(shè)計(jì)，制作出既靈活又耐用的復(fù)雜皮膚幾何形狀原型。通過硅膠鑄造最終的皮膚設(shè)計(jì)，確保了機(jī)器人手的表面既光滑又堅(jiān)固。

3D打印的折紙皮膚，圖片來自：蘇黎世聯(lián)邦理工學(xué)院/新加坡南洋理工大學(xué)

該項(xiàng)目的核心是將壓阻式壓力傳感器集成到軟皮中，這些傳感器戰(zhàn)略性地放置在機(jī)器人手的關(guān)鍵接觸區(qū)域，能夠檢測物體的抓握情況并評估抓握強(qiáng)度。這種傳感反饋系統(tǒng)模仿人手的本體感知能力，使機(jī)器人手能夠更有效地與其環(huán)境互動(dòng)。

為了評估其解決方案的有效性，研究團(tuán)隊(duì)進(jìn)行了一系列動(dòng)態(tài)和靜態(tài)測試。結(jié)果顯示，與傳統(tǒng)設(shè)置相比，配備傳感軟皮膚的機(jī)器人手的運(yùn)動(dòng)范圍和握力顯著提升。

用于機(jī)器人手的傳感軟皮膚的開發(fā)標(biāo)志著機(jī)器人技術(shù)領(lǐng)域的重大進(jìn)步。這不僅增強(qiáng)了機(jī)器人操作的靈活性和多功能性，而且還為從制造到醫(yī)療保健等多個(gè)領(lǐng)域的更復(fù)雜的人機(jī)交互開辟了新的可能性。

導(dǎo)讀：長期以來，機(jī)械手臂一直在努力達(dá)到與人類手部相媲美的靈活性和多功能性。雖然傳統(tǒng)的工業(yè)機(jī)器人依靠簡單的夾具或吸盤來完成操作任務(wù)，但這些方案在精細(xì)和敏感地處理各種物體方面表現(xiàn)不佳。

為了彌補(bǔ)這一差距，蘇黎世聯(lián)邦理工學(xué)院和南洋理工大學(xué)的研究團(tuán)隊(duì)開發(fā)了一種新的解決方案：一種用于機(jī)器人手的傳感軟皮膚。這種技術(shù)旨在賦予機(jī)器人手類似于人類手的觸覺感知能力。

仿生肌腱驅(qū)動(dòng)手配備滾動(dòng)接觸關(guān)節(jié)，圖片來自：蘇黎世聯(lián)邦理工學(xué)院/新加坡南洋理工大學(xué)

研究團(tuán)隊(duì)開發(fā)的機(jī)器人手裝配了3D打印的皮膚和觸覺傳感器，具備仿生肌腱驅(qū)動(dòng)和滾動(dòng)接觸關(guān)節(jié)。這種復(fù)雜的結(jié)構(gòu)和內(nèi)置的觸覺傳感器使得人類手具有感知和操縱物體的非凡能力。雖然機(jī)器人在利用視覺反饋模仿類人操作技能方面已取得了長足的進(jìn)步，但觸覺感知被認(rèn)為是進(jìn)一步增強(qiáng)機(jī)器人能力的關(guān)鍵。

傳統(tǒng)的機(jī)器人夾具通常缺乏處理精細(xì)物體所需的復(fù)雜結(jié)構(gòu)和柔軟特性。為了克服這一限制，研究團(tuán)隊(duì)專注于開發(fā)一種可以包裹機(jī)器人手的柔軟皮膚，這不僅提供關(guān)節(jié)保護(hù)，還通過增加接觸面積來改善抓握力。

研究團(tuán)隊(duì)利用多材料3D打印和折紙啟發(fā)的設(shè)計(jì)，制作出既靈活又耐用的復(fù)雜皮膚幾何形狀原型。通過硅膠鑄造最終的皮膚設(shè)計(jì)，確保了機(jī)器人手的表面既光滑又堅(jiān)固。

3D打印的折紙皮膚，圖片來自：蘇黎世聯(lián)邦理工學(xué)院/新加坡南洋理工大學(xué)

該項(xiàng)目的核心是將壓阻式壓力傳感器集成到軟皮中，這些傳感器戰(zhàn)略性地放置在機(jī)器人手的關(guān)鍵接觸區(qū)域，能夠檢測物體的抓握情況并評估抓握強(qiáng)度。這種傳感反饋系統(tǒng)模仿人手的本體感知能力，使機(jī)器人手能夠更有效地與其環(huán)境互動(dòng)。

為了評估其解決方案的有效性，研究團(tuán)隊(duì)進(jìn)行了一系列動(dòng)態(tài)和靜態(tài)測試。結(jié)果顯示，與傳統(tǒng)設(shè)置相比，配備傳感軟皮膚的機(jī)器人手的運(yùn)動(dòng)范圍和握力顯著提升。

用于機(jī)器人手的傳感軟皮膚的開發(fā)標(biāo)志著機(jī)器人技術(shù)領(lǐng)域的重大進(jìn)步。這不僅增強(qiáng)了機(jī)器人操作的靈活性和多功能性，而且還為從制造到醫(yī)療保健等多個(gè)領(lǐng)域的更復(fù)雜的人機(jī)交互開辟了新的可能性。