韩国的工程师开发了一种高度灵巧的机械手,能够压碎啤酒罐或轻轻地抓住鸡蛋 。
“在人体的 206 块骨头中,有 54 块骨头在手上,相当于骨头总数的四分之一,”今天发表在《自然通讯》上的新研究的开篇宣称 。更不用说驱动这些骨骼的肌肉结构了,正如这篇由韩国亚洲大学的 Uikyum Kim 合着的论文所指出的那样,它“也非常复杂” 。
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的确,人手是一项非凡的进化成就,这使得名为ILDA(集成连杆驱动??灵巧拟人)的新型机械手更加令人印象深刻 。它的 20 个关节提供了令人印象深刻的 15 个自由度,它的指尖可以施加 34 牛顿或 4 公斤的力 。最大长度为 8.6 英寸,重量为 1 公斤,手部既紧凑又轻便 。在测试中,这只手成功地压碎了罐头、拿着鸡蛋,甚至用剪刀剪纸 。
ILDA 的一个很酷的优势是它可以更容易地与许多现有的商业机械臂结合 。对于机器人专家来说,这带来了挑战,因为用于移动机器人手的执行器以及一些电子元件通常“以相当大的前臂的形式连接,”Kim 在一封电子邮件中解释说 。
新机械手的一个关键创新是所有组件都集成在手内部 。它没有外部部件或模块,例如前臂,因此 ILDA 可以轻松安装到预先存在的商业机器人手臂上 。
Kim 将其描述为“这项研究的核心技术”的一种新的连杆驱动机制将其与其他机械手区分开来 。Kim 说,这种机制以前从未在机器人研究中使用过,它允许每个手指具有三个自由度,类似于人类的三关节手指 。“很难独立实施内侧关节 [位于指关节附近] 的运动和中间关节 [中间关节] 的运动,”金解释说 。他说,新机制克服了这个问题 。
在一组实验中,ILDA 展示了广泛的能力,粉碎罐头、按下按钮、使用镊子处理微小物体、挤压小球,甚至使用剪刀剪纸 。“有趣的是,虽然是具有高度自由度的灵巧机械手,但它可以产生强大的抓地力,甚至可以举起重达 18 公斤 [40 磅] 的重物,”金说 。
该设备最终可以用作假手,但 Kim 表示,由于其适应性强的设计、高性能和低制造成本,它也可以用作工业机器人 。展望未来,Kim 和他的同事希望为 ILDA 注入触觉、更大的灵活性,甚至可能是人造皮肤 。
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