新的3D打印機器人手彈鋼琴

科學家開發了一種3D打印的機器人手，只需移動手腕即可在鋼琴上播放簡單的音樂短語。

由英國劍橋大學的研究人員開發的機器人手是通過3D打印軟質和剛性材料制成的，用于復制人手中的所有骨骼和韌帶，但不能復制肌肉或肌腱。

盡管與人手相比，這限制了機器人手的運動范圍，但研究人員發現依靠手的機械設計仍然可以實現令人驚訝的寬范圍運動。

使用這種“被動”運動 - 手指不能獨立移動 - 機器人能夠模仿不同風格的鋼琴演奏，而不會改變手的材料或機械特性。

發表在“科學機器人”雜志上的這些結果可以幫助設計能夠以最少的能量使用進行更自然運動的機器人。

動物和機器中的復雜運動源于大腦(或控制器)，環境和機械體之間的相互作用。

系統的機械特性和設計對于智能功能非常重要，并且可以幫助動物和機器以復雜的方式移動而不會消耗不必要的能量。

“我們可以利用被動來實現機器人的廣泛運動：例如，步行，游泳或飛行，”來自劍橋的Josie Hughes說。

“智能機械設計使我們能夠以最小的控制成本實現最大范圍的運動：我們希望看到單獨使用機械裝置可以獲得多少運動，”休斯說。

在過去幾年中，由于3D打印技術的進步，軟組件已經開始集成到機器人設計中，這使得研究人員能夠增加這些被動系統的復雜性。

人手非常復雜，在機器人中重現其所有的靈活性和適應性是一項巨大的研究挑戰。

今天的大多數高級機器人都無法完成小孩子可以輕松完成的操作任務。

“這個項目的基本動機是了解具體的情報，即我們機械體的情報，”領導這項研究的Fumiya Iida說。

“我們的身體由智能機械設計組成，如骨骼，韌帶和皮膚，即使沒有主動的腦控制，也能幫助我們智能地行動，”Iida說。

通過考慮機械，材料特性，環境和手腕驅動如何影響手的動態模型，機器人被'教'玩。

通過致動手腕，可以選擇手與鋼琴相互作用的方式，從而允許手的具體智能確定它與環境的相互作用。

研究人員編寫了機器人編程，通過手腕的運動實現了一些短片(斷奏)或平滑(連音)音符。

“這只是當時的基礎知識，但即使采用這種單一動作，我們仍然可以獲得相當復雜和細致入微的行為，”休斯說。

盡管機器人手的局限性，研究人員表示他們的方法將推動進一步研究骨骼動力學的基本原理，以實現復雜的運動任務，以及學習被動運動系統的局限性。