DeepTech深科技|可抓取比自身重220倍的物体,“蛇型”机械抓取器诞生

近日 , 悉尼新南威尔士大学的团队研发了一种柔软的织物机械抓取器 , 它可以像象鼻一样抓取和释放物体而不会将其损坏 。
机械抓取器是一种仿生工具 , 它的外形酷似一条蛇 , 设计灵感来自于研究人员对自然界中诸如大象、蟒蛇、章鱼等动物肢体行为的观察 。 “大象、蟒蛇或章鱼之类的动物会利用其柔软、连续的身体结构来抓紧物体 , 同时增加接触的稳定性 , 使它们易于探查、抓握和操控物体 。 这些动物之所以能够做到这一点 , 是因为它们有高度敏感的触觉以及成千上万块没有坚硬骨骼的肌肉 , 例如象鼻就有多达40,000块肌肉 。 ”ThanhNhoDo博士介绍说 。
ThanhNhoDo博士是新南威尔士大学Scientia讲师兼医疗机器人实验室主任 , 也是研发团队的成员之一 , 他本月在AdvancedMaterialsTechnologies发表文章介绍了这一新科技 。
“我们的新型织物抓取器细小、扁平、轻巧 , 可以从狭窄的空间抓取各种物体 , 例如管内的一支笔 。 ”他说 , “该设备带有强化的实时压力传感器 , 其灵敏度是传统设计的15倍 , 可以检测所需的抓力 , 以防止损坏所抓取的物体 。 它还配备一种热激活装置 , 可以将刚硬的物体变软 , 也可以使柔软的物体变硬 , 以便更好地抓握并保持其形状 。 抓手工具可以抓取比其自身质量重220倍的物体 。 ”
在测试过程中 , 重8.2克、长13厘米的抓取器可以举起1.8公斤的物体 , 将直径30毫米的物体包裹起来 。
DeepTech深科技|可抓取比自身重220倍的物体,“蛇型”机械抓取器诞生
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团队的另一位成员NigelLovell教授说:“我们使用了涉及计算机服装工程的制造过程 , 并采用了新设计的、高度灵敏的、基于液态金属的触觉传感器来检测所需的抓力 。 抓取器将物体从柔性变为刚性的加热和冷却周期还不到半分钟 , 这是迄今为止最快的速度 。 ”
因为具有灵活的机械结构和强大的承重能力 , “蛇型”抓取器可以克服现有抓手工具的缺陷 , 完成传统工具不能完成的任务 。
“许多软抓手的设计基于爪子或类似人手的结构 , 带有多个向内弯曲的手指 , 所以不适合抓握形状复杂、沉重或与抓手开口不匹配的物体 。 ”ThanhNhoDo介绍说 , “许多现有的软抓手也缺乏感官反馈和可调节的刚度功能 , 这意味着不能使用它们抓取易碎物品或在狭窄环境中使用 。 ”
由于具备高灵敏度、柔软、灵活等特性 , 这种新科技可以广泛地用于处理易碎物品的行业 , 例如农业、食品和资源勘探行业 , 甚至在救援活动中也可以发挥作用 。 目前 , Do博士已成功测试了该设备并申请了临时专利 。 他预计 , 若找到商业合作伙伴 , 抓取器将在未来的12-16个月内投入商用 。
【DeepTech深科技|可抓取比自身重220倍的物体,“蛇型”机械抓取器诞生】“我们现在的目标是优化集成材料 , 开发闭环控制算法 , 并将抓取器集成到机械臂的末端 , 以自动抓握和操纵对象 。 如果我们能够实现这些后续步骤 , 则无需手动抬起抓取器 , 这将有助于处理那些非常重的物体 。 ”他说 , “我们还致力于将其与可穿戴式触觉手套设备结合 , 这将使用户可以远程控制抓爪并感知到抓取的对象 。 ”