UGA工程師開發軟機器人抓手

科學家在設計機器人時經常會從大自然中尋找線索——一些機器人模仿人手，而另一些機器人則模仿章魚手臂或蛞蝓的動作。現在，佐治亞大學工程學院的研究人員設計了一種新的軟機器人抓手，其靈感來自一個不尋常的來源：桿豆。雖然極豆和其他纏繞植物使用它們的觸敏枝條將自己包裹在繩索和桿等支撐物上以向上生長，但UGA團隊的機器人旨在牢固而輕柔地抓住直徑小至1毫米的物體。

“我們嘗試了不同的設計，但對結果并不滿意，然后我想起了幾年前我在花園里種的極豆，”該研究的主要作者、副教授MableFok說。“這種植物可以緊緊抓住其他植物或繩索。所以，我對纏繞植物做了一些研究，認為這是一個來自大自然的好設計，值得我們去探索。”

在OpticsExpress雜志上發表的一項新研究中，研究人員表示，他們的軟機器人螺旋夾具與現有機器人設備相比具有多項優勢。

“我們機器人的纏繞動作只需要一個氣動控制，通過消除多個氣動控制之間復雜協調的需要，大大簡化了其操作，”霍說。“由于我們使用了獨特的纏繞運動，軟機器人抓手在狹窄的區域內工作良好，只需要很小的操作空間。”

UGA設備提供了許多現有機器人技術的另一項進步：嵌入式傳感器可提供關鍵的實時反饋。

“我們在機器人的彈性脊柱中間嵌入了一個光纖傳感器，可以感應纏繞角度、目標的物理參數以及可能導致目標松動的任何外部干擾，”霍說。

研究人員認為，他們的軟機器人抓手——長3英寸多一點，由硅膠制成——可用于許多環境，包括農業、醫學和研究。應用可能包括選擇和包裝需要柔軟觸感的農產品，例如植物和花卉、手術機器人，或在實驗過程中選擇和保持研究樣品在易碎的玻璃管中。

在他們的研究中，研究小組表示，螺旋夾具被證明可以有效地夾住鉛筆和畫筆等物體——甚至是像拉直回形針的細線一樣小的物品。該設備還展示了出色的可重復性、高纏繞傳感精度和精確的外部干擾檢測。

除了霍，研究團隊還包括楊梅和劉寧，他們都是博士。工程領域的候選人;LiamPaulCooper，計算機系統工程本科生;工程學院副教授王賢橋。

該團隊計劃繼續工作，著眼于改進基于光纖傳感器讀數的自動反饋控制。他們還希望探索小型化設計，以作為生物醫學機器人的基礎。

“這種帶有嵌入式光纖傳感器的纏繞式軟體機器人構成了更全面的軟體機器人的基石。擁有更簡單的設計和控制絕對是一個優勢，”Fok說。