研究人員開發簡化機器人夾持器仍可處理復雜的物體操縱任務

2024-08-24 09:51:01來源：蓋世汽車關鍵詞：機器人閱讀量：22690

導讀：在arXiv預印本服務器上發表的一篇論文中提到，該夾持器被發現可以有效地處理復雜的物體操縱任務，盡管其自由度（DOF）比受人手啟發的夾持器要小。

　　近年來，世界各地的機器人專家設計了各種各樣的機器人夾持器，可以拿起和操縱不同類型的物體。在處理現實世界的手動任務，特別是復雜的物體操縱任務時，最有效的夾持器通常是受到人手啟發的。盡管通常表現良好，但很多類人機械手依賴于先進的(有時很昂貴)的機制，以及復雜的編程工具。這可能會限制它們的大規模部署，因為不利于開發節能和成本效益高的機器人。

　　據外媒報道，最近，普渡大學(Purdue University)和麻省理工學院(MIT)的研究人員開發了一種更簡單但似乎同樣有效的機器人夾持器。在arXiv預印本服務器上發表的一篇論文中提到，該夾持器被發現可以有效地處理復雜的物體操縱任務，盡管其自由度(DOF)比受人手啟發的夾持器要小。

　　該論文合著者Yu She表示：“傳統的高DOF靈巧機械手可以執行復雜的手持操縱任務，但由于其復雜的機制，這對于編程/控制來說并不簡單。相比之下，傳統的單DOF平行鉗口機器人夾持器易于編程/控制，但僅限于抓取任務，并且執行手持操縱具有挑戰性。我們的團隊旨在設計一種夾持器，可以彌合這兩種夾持器之間的間隙。”

　　此項研究開發的新夾持器具有五個DOF。雖然其設計簡單且更易于通過編程工具進行控制，但依靠集成的視覺基觸覺傳感器記錄的感知數據，該夾持器仍然可以執行類似人類的手持操作。

　　新設計的夾持器基本上由兩個連接在夾持器基座上的手指組成。值得一提的是，該團隊還在夾持器的左手指頂部安裝了一個小型的視覺基觸覺傳感器。Yu She表示：“夾持器基座為夾持器的關閉和打開提供了一個DOF。每個手指都配備了一個線性執行器和一個旋轉伺服電機，總共為夾持器提供了五個DOF。夾持器的手指是通過3D打印由PLA材料制成的。一個GelSight微型視覺基觸覺傳感器安裝在左指尖，以提供關于被抓取物體的幾何形狀、方向和夾持力信息。”

　　該夾持器的特點是，雖然其動作很容易控制，但是通過結合五個自由度，它仍然可以在手持操縱任務中實現高水平的靈活性。

　　研究人員通過一系列最初的現實世界實驗來評估該夾持器，并發現它超出了大多數具有幾個自由度的簡單夾持器的基本操作技能。該夾持器可以有效地完成兩種類型的物體操縱任務，即分離(singulation)和挖出(scooping)，例如它可以模仿人類擦去卡在物體表面和手指之間的沙粒的動作，這是人類在海灘上撿起貝殼時可能會做的動作。

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