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摘要: 告别“钢筋铁骨”的颜,拥抱灵活柔软的“芯”。


告别“钢筋铁骨”的颜,拥抱灵活柔软的“芯”。




文 | 陈大志

传统印象里的机器人,不管是工业用的还是家庭用的,不管长得像不像人,似乎都是“钢筋铁骨”,冰冷、笨重,有时候看着还有点侵略性。

不过,加州大学圣迭戈分校(简称UCSD)的研究人员最近发明了一款新型软体机器人,不仅能够轻松拧灯泡、拧瓶盖、转螺丝刀,甚至还能捏住一张薄薄的纸。

拧灯泡图片来源:UCSD(下同)

拧瓶盖

转螺丝刀

捏纸

“我们开发的这款软体机器人抓手使用触觉传感技术对其所接触的物体进行建模,”UCSD的机器人专家Michael Tolley对digitaltrends说,“通过反复触摸和旋转物体,机器人抓手可以绘制出该物体的点云图(点云是产品外观表面的点数据集合),从而感应正在操纵的物体,感觉起来就像是我们在自己的口袋里摸钥匙。”

灯泡的点云图

“这个机器人抓手在旋转、感应和模拟物体的能力方面是独一无二的,并且可以在光线较暗、能见度低和不确定的环境下工作,”Michael Tolley补充道。

从图片中我们能看出,该机器人抓手有三根柔软的“手指”,每根“手指”由三个气动柔性驱动器组成,施加气压便可移动。

此外,每根“手指”外面都包裹了一层由硅橡胶制成的智能“皮肤”,其中嵌入了由导电碳纳米管制成的传感器。碳纳米管的电导率会随手指的弯曲程度变化,“皮肤”可以感应抓手所握持的物体的信息,之后记录并检测“手指”什么时候移动、什么时候与物体接触。

接着传感器产生的数据会被传送到控制板,进而创建正在操纵的物体的3D模型。整个过程类似于CT扫描,2D图像截面会生成3D模型。

当研究人员把该抓手连接到Fetch Robotics的机器人手臂进行测试时,发现它能够执行一系列精密的任务,比如上文提到的拧灯泡、转螺丝刀以及握住纸张等。

工程师将他们的软体机器人抓手安装到了一台Fetch Robotics机器人上。

该团队下一步的研究计划是将机器学习和人工智能添加到数据处理系统中,以便机器人抓手能够语义识别其所抓取的对象,而不仅仅是对物体进行建模。研究人员还将尝试使用3D打印技术来制作抓手模型,让它变得更耐用。

工程师Michael Tolley表示,由于团队在软体机器人制造领域积累了比较多专业知识和经验,实现这些突破是可能的。他希望机器人抓手未来可以应用到水果采摘、食物处理或者家庭服务等领域。

而要做到这一点,团队还需要测试更多种类的物体,因为不同的对象需要机器人找好不同的定位和方向,借此训练可以不断优化机器人抓手的表现。

Michael T. Tolley和他的团队在9月底举办的国际机器人顶级会议IROS上发表了该研究成果,感兴趣的朋友可以戳阅读原文了解更多信息。




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