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中國(guó)科學(xué)技術(shù)大學(xué)陳小平教授團(tuán)隊(duì)受蜂巢、象鼻、章魚等啟發(fā)，利用蜂巢氣動(dòng)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)制備了一種像象鼻一樣兼具靈活度和大負(fù)載能力的軟體機(jī)器人手臂，可以輕松完成生活中的開(kāi)門、擰瓶蓋、拉抽屜等各種任務(wù)。相關(guān)成果日前發(fā)表于《國(guó)際機(jī)器人研究雜志》。
軟體機(jī)器人手臂打開(kāi)抽屜。（中國(guó)科大供圖）
機(jī)器人剛性機(jī)械臂的最大優(yōu)點(diǎn)是控制精度高，因此在工業(yè)上有著廣泛的用途。但在日常生活場(chǎng)景中，可能不需要那么高的精度，而是需要更加靈巧、柔順、安全的軟體機(jī)器人手臂。
陳小平團(tuán)隊(duì)突破剛性機(jī)械臂局限性，利用軟體手臂解決了不確定性場(chǎng)景中機(jī)器人的操縱問(wèn)題。從人執(zhí)行操縱任務(wù)的行為方式中汲取靈感，利用軟體機(jī)器人手臂本質(zhì)柔順性，展示出一種全新的機(jī)器人與環(huán)境交互的范式，使得用軟體手臂可以像人類一樣輕松完成各種任務(wù)，不需要提前對(duì)環(huán)境進(jìn)行精確建模，也不需要力傳感器精確的感知環(huán)境接觸力，甚至在執(zhí)行任務(wù)過(guò)程中被人為“搗亂”也不影響完成任務(wù)。
目前，柔性手爪、水下軟體機(jī)器人、軟體手術(shù)機(jī)器人等大多數(shù)軟體機(jī)器人，使用的是硅膠等柔性材料作為主體。這類軟體機(jī)器人通過(guò)壓縮流體、記憶合金等方式，驅(qū)動(dòng)柔性材料形變從而產(chǎn)生機(jī)器人的運(yùn)動(dòng)，但受限于材料特性很難做到大負(fù)載。陳小平團(tuán)隊(duì)于2013年提出一種蜂巢氣動(dòng)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，并基于這種結(jié)構(gòu)制備了像象鼻一樣的“蜂巢氣動(dòng)網(wǎng)絡(luò)軟手臂”。由于具有本質(zhì)柔順性和連續(xù)變形特性，這種軟體手臂在智能制造、醫(yī)療康復(fù)、家庭服務(wù)等領(lǐng)域有著廣泛的應(yīng)用前景。
