中國地質(zhì)大學(xué)（武漢）：科研團(tuán)隊(duì)研發(fā)新型仿人手指機(jī)器人

中國教育報(bào)-中國教育新聞網(wǎng)訊（記者 程墨 通訊員 孫彥欽 尚紫荊）近日，中國地質(zhì)大學(xué)（武漢）自動(dòng)化學(xué)院智能機(jī)器人系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)室賴旭芝教授團(tuán)隊(duì)研發(fā)出一款剛—柔—軟結(jié)構(gòu)仿人手指機(jī)器人，相關(guān)研究成果發(fā)表在《自然》子刊《自然·通訊》上，該校自動(dòng)化學(xué)院為第一完成單位。剛—柔—軟結(jié)構(gòu)仿人手指融合了多種材料的優(yōu)勢，兼具剛性手指的高承載能力與柔性手指的靈活性和安全性，適用于抓取超脆性物體。

該研究設(shè)計(jì)的仿人手指由剛性管狀骨骼、柔性關(guān)節(jié)彈簧、氣動(dòng)薄膜驅(qū)動(dòng)器和軟體硅膠皮膚組成。這種結(jié)構(gòu)確保了該仿人手指的剛度和穩(wěn)定性，同時(shí)使其具有類似人手的柔順輸出力，且不占用額外空間。

從12克的小番茄到1千克的3D打印耗材、從雞蛋到卷心菜、從A4紙到氣球、從三指抓取到雙指抓取……研究團(tuán)隊(duì)通過大量實(shí)驗(yàn)，驗(yàn)證了裝有該仿人手指的抓持器在不同質(zhì)量、硬度、尺寸和形狀的情形下具有良好的抓取能力。

在抓取豆腐、薯片，轉(zhuǎn)移活體青蛙的實(shí)驗(yàn)中，裝有該仿人手指的抓持器體現(xiàn)出在操控超軟、易碎物體時(shí)的順應(yīng)性與穩(wěn)定性，以及良好的防水性能。

剛—柔—軟結(jié)構(gòu)仿人手指結(jié)構(gòu)簡潔、成本低廉，能夠在復(fù)雜環(huán)境中實(shí)現(xiàn)對多種物體穩(wěn)定、安全且靈巧的抓取，有望成為人類手指的有效替代方案。該研究團(tuán)隊(duì)成員、中國地質(zhì)大學(xué)（武漢）自動(dòng)化學(xué)院教授孟慶鑫表示，該新型仿人手指能夠裝置到任何人形機(jī)器人上，為醫(yī)療康復(fù)、食品處理、智能服務(wù)等需應(yīng)對多樣化、復(fù)雜任務(wù)的機(jī)器人應(yīng)用領(lǐng)域開辟了新的可能。

近年來，由賴旭芝教授領(lǐng)銜的智能機(jī)器人系統(tǒng)研究團(tuán)隊(duì)，開展了一系列先進(jìn)智能機(jī)器人設(shè)計(jì)、建模與控制方法的研究，實(shí)驗(yàn)室研究范圍涵蓋氣動(dòng)機(jī)器人、介電彈性體機(jī)器人、磁驅(qū)動(dòng)機(jī)器人、液態(tài)金屬機(jī)器人等諸多科研項(xiàng)目。