多用途机械手像人手一样灵活

本报讯 《自然—通讯》近日发布了一项研究成果:一个高度灵巧的带有指尖触摸传感器的人形机械手,既能优美地握住鸡蛋,还能用镊子夹起电脑芯片,甚至能捏瘪饮料罐。这只机械手最终可能被用作假肢,或用于通过人工智能操纵物体的机器人。

这只机械手重1.1公斤、长22厘米,由钢和铝制成。每根手指由3个小马达驱动。这些马达安装在掌心内,驱动20个关节周围的金属部件,这些金属部件就像肌腱一样,使得手指能够向侧面倾斜,还能前后弯曲和折叠,从而让机械手做出与人手类似的动作。

韩国亚洲大学的Uikyum Kim和同事制作了这只机械手,它可以握着鸡蛋而不把鸡蛋打碎,还可以倒饮料,也可以压扁铝罐。

研究人员还测试了该机械手是否可以使用工具。他们发现,通过编程,它可以用一把剪刀剪纸,还可以操纵镊子夹起一个微芯片,并将其放在电路板上。

“它真的能摆弄桌子上的镊子吗?我感到好奇。在它成功的那一刻,我非常满意。”Kim说,“此次开发的机械手的最大优点是,可以很容易地连接到现有的商用机器人手臂上,同时具有强大的抓握力和灵活性。”

研究人员还测试了机械手的耐用性。他们设计用一根手指持续向下按压传感器30分钟。结果显示,手指施加的力在这段时间内几乎没有减弱。

接下来,研究人员又用这只手拿起18公斤的哑铃,而手并没有折断。在另一项测试中,他们对其中一个手指进行了编程,让它在11分钟内每秒钟反复弯曲并按下一个传感器。在整个过程中,手指没有减速或失去力量。

未来,机械手可能会成为智能机器人的一部分,它能够感知和操纵物体,而更轻一点的机械手可能会被用作假肢。

“目前该机械手原型与人手相比还缺乏柔软度,所以研究小组希望开发出一种有弹性的人造皮肤。”Kim说。(李木子)

相关论文信息:

https://doi.org/10.1038/s41467-021-27261-0