三、增加肋骨结构 ， 扩大抓握面积问题的关键在于 ， 壁虎粘合剂必须以特定方式与物体表面接触 ， 以激活范德华力 。 当将壁虎粘合剂涂抹在较为平坦的表面上时 ， 可以比较容易地控制与物体接触的方式 。 但是当必须依赖于多个附有壁虎粘合剂的手指抓握物体 ， 并以不同角度接触物体时 ， 也就是使用farmHand抓握时 ， 对于壁虎粘合剂的控制就更加困难 。
为了解决这一难题 ， 研究人员在粘合剂下方 ， 为该机械手增加了一层指垫 。 这层纸垫由可折叠的像肋骨一样的结构制成 ， 只需很小的力即可弯曲 。 无论接触的位置或角度如何 ， 肋条都呈弯曲状态 ， 以确保粘合垫上的力相等 ， 并防止产生任何一个过早滑动导致物体掉落 。
▲机械手的指垫设计
“如果你移动这些肋骨 ， 无论你从哪里开始 ， 肋条都会产生类似的力 。 ”布劳威尔说 ， “这是一种简单的物理行为 ， 甚至可以部署在机器人技术之外的空间中 ， 例如鞋面或全地形轮胎 。 ”
人手的肌腱很重要 ， 可以实现大范围的展开和收合 。 不过很多机械手和夹子被设计成“C”形 ， 就像只用指尖捡起东西一样 ， 但这一机械手基于人手的肌腱原理 ， 实现了更大的抓握面积 ， 在手指末端安装了垫子 ， 这也为壁虎粘合剂提供了更多的表面积 。
设计灵活又功能强大的机械手的的另一个问题在于 ， 现有的计算机模拟很难预测软物体的真实性能 ， 因此使设计恰到好处尤其困难 。 但是研究人员在3D打印和测试许多硬塑料和软塑料组件过程中受益匪浅 ， 这也加快了他们的研究进程 。 他们甚至说：“如果在五年前 ， 这项研究不太可能成功实现 ， 或者至少要慢得多 。 ”
对该机械手的进一步改进可能会以反馈功能的形式出现 ， 这将帮助用户了解它的抓握方式以及在使用机械手时如何更好地抓握 。
结语：兼具灵活与稳健 ， 促进商业化落地多指机械手相比于平行机械手更加灵活 ， 但想要在实际生活中采用 ， 还需要具备平行机械手的稳健功能 。 而斯坦福的研究人员将机械手的灵活性和刚度相结合 ， 既可以抓取鸡蛋、西瓜等 ， 也可以抓握比自己大的物体 。
其次 ， 初代机械手farmHand原型是低成本的 ， 这也为其升级提供了条件 。 研究人员表示 ， 在未来更高性能的电机扭矩将实现更高的肌腱张力 ， 以及采用更硬的肋骨也能提高机械手的整体稳定性 。 研究人员还在考虑将这一机械手进一步商业化 。
【斯坦福“机械手”成精！优雅取鸡蛋，剽悍运篮球，登《科学》子刊】来源：斯坦福大学官网、《科学·机器人学》
推荐阅读
- 酷似克苏鲁之眼！AI仿生眼未来将超越人眼，成为元宇宙之门？
- 上海：女子因婆婆做菜放鸡蛋发火，拍视频曝光婆婆，网友：过分了
- 未受精还天天下蛋，鸡怎么就沦为下蛋机器？鸡的BUG被人类利用了
- 考古专家挖掘中最怕鸡蛋，不敢碰不敢摸，瞬间紧张又欣喜
- 腐蚀试验的测试目的和检测项目
- 最近只有34.1万公里！又一颗小行星被发现，我国天文学家立功
- 从空间站向地球使劲扔出一个鸡蛋，能成功击中吗？过程会是怎样？
- 旋挖钻机行业9大骗局，各位老板请注意
- 29张罕见的图片，壁虎被威胁长出三条尾巴，1.4亿年前的恐龙肱骨
- 电磁搅拌控制激光固态成形Inconel 718高温合金的组织和机械性能