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机器人技术

工程师利用自然开发软机器人夹爪

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佐治亚大学的工程师遵循了不断增长的利用自然界发展机器人技术的模式。尽管在自然界中通常是动物的特征,例如章鱼臂,但此事涉及团队寻求用极豆来开发柔软的机械手。

极豆和其他孪生植物对研究人员而言,最鼓舞人心的特征是它们的触敏芽,用于包裹支撑物。 UGA团队开发的机器人可以以类似的方式工作,可以牢固而轻柔地抓取直径一直到1毫米的物体。

霍敏(Mable Fok)是该研究的副教授和主要作者。

“我们尝试了不同的设计,但对结果不满意,然后我想起了几年前我在花园里种植的四季豆,” said Fok. “这种植物可以紧紧地抓住其他植物或绳索。因此,我对缠绕植物进行了一些研究,认为这是一种自然的好设计,可供我们探索。”

这项新研究发表在杂志上 光学快递.

该团队还包括杨梅和刘宁,工程学博士候选人;利亚姆·库珀(Liam Paul Cooper),是计算机系统工程专业的本科生;王宪桥,工学院副教授。 

“Our robot’缠绕动作只需要一个气动控制,无需多个气动控制之间的复杂协调,从而大大简化了操作,” Fok continued. “由于我们使用独特的缠绕运动,因此柔软的机械手在狭窄的区域也能很好地工作,并且只需要很小的操作空间。”

机器人设备

UGA设备的另一个独特方面是嵌入式传感器,可提供关键的实时反馈,使其领先于市场上的其他机器人技术。

“我们在机器人中间嵌入了一个光纤传感器’可以感知缠绕角度,目标物的物理参数以及任何可能导致目标物松脱的外部干扰的弹性脊柱,” said Fok.

柔软的机器人抓手略长于三英寸,由硅树脂制成。研究人员认为,它可以应用于农业,医学和研究等领域。具体应用包括包装农产品,例如精致的植物,外科手术机器人,以及在玻璃管中处理研究样品。

这项研究表明,当抓握铅笔和画笔等物体时,这种柔软的机器人抓具非常有效。它能够使用拉直的回形针上的细线一样小的物品。除了有效之外,该设备还具有出色的可重复性,较高的孪生精度和精确的外部干扰检测。

该团队现在将致力于改善自动反馈控制,光纤传感器的读数将为您提供深入的了解。他们还将寻求使设计小型化,使其更适合作为生物医学设备。

“这种缠绕的软机器人及其嵌入式光纤传感器构成了更全面的软机器人的基础。设计和控制更简单绝对是优势,” said Fok.