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近年來，世界各地的機(jī)器人專家設(shè)計了各種各樣的機(jī)器人夾持器，可以拿起和操縱不同類型的物體。在處理現(xiàn)實世界的手動任務(wù)，特別是復(fù)雜的物體操縱任務(wù)時，最有效的夾持器通常是受到人手啟發(fā)的。盡管通常表現(xiàn)良好，但很多類人機(jī)械手依賴于先進(jìn)的(有時很昂貴)的機(jī)制，以及復(fù)雜的編程工具。這可能會限制它們的大規(guī)模部署，因為不利于開發(fā)節(jié)能和成本效益高的機(jī)器人。
據(jù)外媒報道，最近，普渡大學(xué)(Purdue University)和麻省理工學(xué)院(MIT)的研究人員開發(fā)了一種更簡單但似乎同樣有效的機(jī)器人夾持器。在arXiv預(yù)印本服務(wù)器上發(fā)表的一篇論文中提到，該夾持器被發(fā)現(xiàn)可以有效地處理復(fù)雜的物體操縱任務(wù)，盡管其自由度(DOF)比受人手啟發(fā)的夾持器要小。
該論文合著者Yu She表示：“傳統(tǒng)的高DOF靈巧機(jī)械手可以執(zhí)行復(fù)雜的手持操縱任務(wù)，但由于其復(fù)雜的機(jī)制，這對于編程/控制來說并不簡單。相比之下，傳統(tǒng)的單DOF平行鉗口機(jī)器人夾持器易于編程/控制，但僅限于抓取任務(wù)，并且執(zhí)行手持操縱具有挑戰(zhàn)性。我們的團(tuán)隊旨在設(shè)計一種夾持器，可以彌合這兩種夾持器之間的間隙。”
此項研究開發(fā)的新夾持器具有五個DOF。雖然其設(shè)計簡單且更易于通過編程工具進(jìn)行控制，但依靠集成的視覺基觸覺傳感器記錄的感知數(shù)據(jù)，該夾持器仍然可以執(zhí)行類似人類的手持操作。
新設(shè)計的夾持器基本上由兩個連接在夾持器基座上的手指組成。值得一提的是，該團(tuán)隊還在夾持器的左手指頂部安裝了一個小型的視覺基觸覺傳感器。Yu She表示：“夾持器基座為夾持器的關(guān)閉和打開提供了一個DOF。每個手指都配備了一個線性執(zhí)行器和一個旋轉(zhuǎn)伺服電機(jī)，總共為夾持器提供了五個DOF。夾持器的手指是通過3D打印由PLA材料制成的。一個GelSight微型視覺基觸覺傳感器安裝在左指尖，以提供關(guān)于被抓取物體的幾何形狀、方向和夾持力信息。”
該夾持器的特點是，雖然其動作很容易控制，但是通過結(jié)合五個自由度，它仍然可以在手持操縱任務(wù)中實現(xiàn)高水平的靈活性。
研究人員通過一系列最初的現(xiàn)實世界實驗來評估該夾持器，并發(fā)現(xiàn)它超出了大多數(shù)具有幾個自由度的簡單夾持器的基本操作技能。該夾持器可以有效地完成兩種類型的物體操縱任務(wù)，即分離(singulation)和挖出(scooping)，例如它可以模仿人類擦去卡在物體表面和手指之間的沙粒的動作，這是人類在海灘上撿起貝殼時可能會做的動作。
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