受自然界启发，科学家研究出新款机器人软抓手
- 来源：OFweek机器人网
- 2023/7/26 13:56:35
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软机器人夹具可以极大地提高许多领域的生产力，然而，现有的设计过于复杂且昂贵，国外一个研究团队开发了 ROSE，这是一种新颖的拥抱式软抓手，其灵感来自于玫瑰花的盛开和闭合，ROSE具有令人惊讶的简单、廉价和可扩展的设计，即使在具有挑战性的环境和条件下，它也可以拾取多种物体而不损坏它们。
虽然抓取物体对于我们人类来说是一项相对简单的任务，但这个简单的任务涉及很多机制。拾取物体需要对手指、手指的位置以及每个手指施加的压力进行精细控制，这反过来又需要复杂的传感能力。毫无疑问，机器人抓取和操作是机器人领域中一个重要的的研究领域。
如今，机器人手已经在各种复杂和危险的活动中取代了人类，包括餐馆、农场、工厂和制造厂，一般来说，软机器人夹具更适合拾取易碎物体的任务，例如水果和蔬菜。然而，虽然软机器人作为收割工具很有前景，但它们通常有一个共同的缺点：价格昂贵。大多数软机器人夹具设计需要多个部件的复杂组装，这会增加开发和维护成本。
由 Van Anh Ho 副教授领导的日本先进技术研究所 (JAIST) 的研究小组针对这些问题提出了突破性的解决方案，他们从大自然中汲取灵感，开发了一种名为“ROSE”的创新型软机器人抓手，它代表“基于旋转的挤压抓手”。
ROSE 令人印象深刻的是它的设计，柔软的抓握部分具有圆柱形漏斗或套筒的形状，并连接到坚硬的圆形底座，而圆形底座又连接到致动器的轴。漏斗必须放置在要拾取的物体上，覆盖其表面积的相当一部分，然后执行器使底座转动，从而使柔性漏斗的外皮紧紧包裹在物体周围。这种机制的灵感大致来自玫瑰形状的变化，玫瑰在白天开花，在夜间闭合。
与更传统的夹具相比，ROSE 具有显着的优势。首先，它的制造成本要低得多，硬质部件均可以 3D 打印，而漏斗本身可以使用模具和液体硅橡胶轻松生产，这确保了设计易于扩展并且适合大规模生产。
其次，ROSE可以轻松拾取各种物体，无需复杂的控制和传感机制。与依赖手指状结构的夹具不同，ROSE的套筒施加更温和、更均匀的压力，这使得ROSE更适合处理草莓和梨等易碎农产品以及湿滑物体，该夹具的重量不到200克，有效负载重量比高达 6812%，令人印象深刻。
第三，ROSE极其耐用且坚固。该团队表明，即使经过40万次试验，它仍能成功地继续拾取物体。此外，在存在明显裂缝或切口的情况下，漏斗仍然可以正常工作。Assoc表示：“所提出的夹具在要求苛刻的情况下表现出色，它能够承受严格的测试，在测试中我们将漏斗全高度切割成四个独立的部分，这证明了它的能力。” 何教授说道：“这项测试强调了机械手在挑战性条件下的卓越弹性和最佳性能。”
最后，ROSE可以被赋予传感能力。研究人员通过在圆形底座顶部放置多个摄像机来实现这一目标，这些摄像机指向漏斗内部，漏斗内部覆盖着标记，摄像机可以拾取标记的位置并通过图像处理算法进行分析，这种有前景的方法可以估计所抓取物体的尺寸和形状。
研究团队指出，ROSE对于各种应用来说都是一个有竞争力的选择，包括工厂的收割作业和分类物品。Assoc 总结道：“ROSE 夹具具有彻底改变抓取应用并获得各个领域广泛接受的巨大潜力。” Ho 教授表示：“其简单而坚固且可靠的设计将激励研究人员和制造商在不久的将来将其用于各种抓取任务。”
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