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軟機器人夾具可以極大地提高許多領(lǐng)域的生產(chǎn)力，然而，現(xiàn)有的設(shè)計過于復(fù)雜且昂貴，國外一個研究團隊開發(fā)了 ROSE，這是一種新穎的擁抱式軟抓手，其靈感來自于玫瑰花的盛開和閉合，ROSE具有令人驚訝的簡單、廉價和可擴展的設(shè)計，即使在具有挑戰(zhàn)性的環(huán)境和條件下，它也可以拾取多種物體而不損壞它們。
雖然抓取物體對于我們?nèi)祟悂碚f是一項相對簡單的任務(wù)，但這個簡單的任務(wù)涉及很多機制。拾取物體需要對手指、手指的位置以及每個手指施加的壓力進行精細(xì)控制，這反過來又需要復(fù)雜的傳感能力。毫無疑問，機器人抓取和操作是機器人領(lǐng)域中一個重要的的研究領(lǐng)域。
如今，機器人手已經(jīng)在各種復(fù)雜和危險的活動中取代了人類，包括餐館、農(nóng)場、工廠和制造廠，一般來說，軟機器人夾具更適合拾取易碎物體的任務(wù)，例如水果和蔬菜。然而，雖然軟機器人作為收割工具很有前景，但它們通常有一個共同的缺點：價格昂貴。大多數(shù)軟機器人夾具設(shè)計需要多個部件的復(fù)雜組裝，這會增加開發(fā)和維護成本。
由 Van Anh Ho 副教授領(lǐng)導(dǎo)的日本先進技術(shù)研究所 (JAIST) 的研究小組針對這些問題提出了突破性的解決方案，他們從大自然中汲取靈感，開發(fā)了一種名為“ROSE”的創(chuàng)新型軟機器人抓手，它代表“基于旋轉(zhuǎn)的擠壓抓手”。
ROSE 令人印象深刻的是它的設(shè)計，柔軟的抓握部分具有圓柱形漏斗或套筒的形狀，并連接到堅硬的圓形底座，而圓形底座又連接到致動器的軸。漏斗必須放置在要拾取的物體上，覆蓋其表面積的相當(dāng)一部分，然后執(zhí)行器使底座轉(zhuǎn)動，從而使柔性漏斗的外皮緊緊包裹在物體周圍。這種機制的靈感大致來自玫瑰形狀的變化，玫瑰在白天開花，在夜間閉合。
與更傳統(tǒng)的夾具相比，ROSE 具有顯著的優(yōu)勢。首先，它的制造成本要低得多，硬質(zhì)部件均可以 3D 打印，而漏斗本身可以使用模具和液體硅橡膠輕松生產(chǎn)，這確保了設(shè)計易于擴展并且適合大規(guī)模生產(chǎn)。
其次，ROSE可以輕松拾取各種物體，無需復(fù)雜的控制和傳感機制。與依賴手指狀結(jié)構(gòu)的夾具不同，ROSE的套筒施加更溫和、更均勻的壓力，這使得ROSE更適合處理草莓和梨等易碎農(nóng)產(chǎn)品以及濕滑物體，該夾具的重量不到200克，有效負(fù)載重量比高達(dá) 6812%，令人印象深刻。
第三，ROSE極其耐用且堅固。該團隊表明，即使經(jīng)過40萬次試驗，它仍能成功地繼續(xù)拾取物體。此外，在存在明顯裂縫或切口的情況下，漏斗仍然可以正常工作。Assoc表示：“所提出的夾具在要求苛刻的情況下表現(xiàn)出色，它能夠承受嚴(yán)格的測試，在測試中我們將漏斗全高度切割成四個獨立的部分，這證明了它的能力。” 何教授說道：“這項測試強調(diào)了機械手在挑戰(zhàn)性條件下的卓越彈性和最佳性能。”
最后，ROSE可以被賦予傳感能力。研究人員通過在圓形底座頂部放置多個攝像機來實現(xiàn)這一目標(biāo)，這些攝像機指向漏斗內(nèi)部，漏斗內(nèi)部覆蓋著標(biāo)記，攝像機可以拾取標(biāo)記的位置并通過圖像處理算法進行分析，這種有前景的方法可以估計所抓取物體的尺寸和形狀。
研究團隊指出，ROSE對于各種應(yīng)用來說都是一個有競爭力的選擇，包括工廠的收割作業(yè)和分類物品。Assoc 總結(jié)道：“ROSE 夾具具有徹底改變抓取應(yīng)用并獲得各個領(lǐng)域廣泛接受的巨大潛力。” Ho 教授表示：“其簡單而堅固且可靠的設(shè)計將激勵研究人員和制造商在不久的將來將其用于各種抓取任務(wù)。”
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