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摘要:东北大学的研究人员正在为NASA的Valkyrie类人机器人研究手的灵巧性。为了让机器人能够与人类并肩工作,我们必须弄清楚,当我们自己的两个机器人还不够时,如何制造出真正能帮助我们的机器人。我在东北大学的研究小组正致力于做这件事,特别是像NASA的Valkyrie这样的人形机器人,每个机器人都有三个手指和一个拇指手。这些机器人成功的关键之一将是优秀的手。
这篇文章最初是在对话中发表的。这篇文章贡献给了Live Science的专家之声:评论版和洞察版。
对于人类,特别是那些在制造业工作的人来说,打结、剥去电缆外壳是很常见的,将销插入孔中或使用手动工具(如钻头)。它们看起来很简单,但实际上非常复杂,涉及到非常精细的手指和手的运动。
虽然机器人越来越多地参与工厂工作和各种其他类型的工作,包括服务业和医疗保健业,但它们的灵巧性并没有令人印象深刻。自从50多年前人们第一次把机器人带到汽车工厂工作以来,我们已经制造出了能够很好地焊接、喷漆和组装零件的机器人。当今最好的机器人手可以拿起熟悉的物体并将其移动到其他地方,例如从仓库的箱子里取出产品并将其放入盒子中。
但机器人无法正确定位手动工具,例如,将十字螺丝刀与螺丝上的凹槽对齐,或将锤子对准钉子。而且他们绝对不能像更换遥控器中的电池那样,用两只手在细节上配合使用。
的人手在这些任务上非常出色,甚至更多。为了更接近我们的手所能轻松地与之抗衡,机器人的手需要更好的灵活性、可靠性和力量——而且他们需要比现在更准确地感知和更精细地移动,以找出他们所握的是什么,以及如何最好地抓住它。为了让机器人能够与人类并肩工作,我们必须弄清楚,当我们自己的两个机器人还不够时,如何制造出真正能帮助我们的机器人。
我在东北大学的研究小组正致力于做这件事,特别是像NASA的Valkyrie这样的人形机器人,每个机器人都有三个手指和一个拇指手。每个手指都有关节一样的关节,每只手都有一个可以轻松旋转的手腕。我们正在研究创造动作——手臂、手腕、手指和拇指的组合动作,这些动作共同完成一项任务,比如在一个圆圈里移动一个扳手来拧紧螺栓,或者把推车从一个地方拉到另一个地方。
手的重要性,而不是让每个机器人成为为一项特定任务量身定做的定制机器,我们需要设计多用途机器人,甚至是可以被称为“通用”的功能强大的机器——几乎适合任何任务。这些机器人成功的关键之一将是优秀的手。
我们的工作重点是设计一种新的自适应机器人手,能够精确精细的动作和自主抓取。当机器人能钉钉子时,换电池,做其他类似的动作——对人类来说是基本的,但对机器人来说是非常复杂的——我们将很好地走上像人类一样灵巧的机器人之路。
实现这一目标还包括发明新的设计,将硬和软元素结合在一起——人类骨骼赋予握力的方式皮肤扩散的压力,使酒杯不碎。
更快的开发和测试现代技术的改进,使开发过程更容易。通过3D打印,我们可以很快地 ... 原型。我们甚至可以制造低成本的一次性组件来尝试不同的机制安排,例如用于简单拾取和放置任务的两个或三个手指抓取器,或用于更精细操作的拟人机器人手。
随着电子相机和传感器的变小,我们能够以新的方式将它们结合起来。例如,如果我们将压力传感器和摄像头放在机器人手上,当抓握安全或有东西开始滑动时,它们可以向机器人控制器(无论是人类的还是自动化的)提供反馈。总有一天,他们也许能感觉到滑动物体的移动方向,这样机器人就能抓住它。
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