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制作可以用手操作的机器人张玮纶

张玮纶
2022年07月19日

制作可以用手操作的机器人

对于人类来说，打结，剥去电缆上的外壳，将销钉插入孔中或使用诸如钻头之类的手动工具是很普遍的。

它们看似简单，但实际上非常复杂，涉及非常精细的手指和手部动作。

尽管机器人越来越多地参与工厂工作以及各种各样的其他类型的工作，包括服务行业和医疗保健，但它们的敏捷性并没有那么令人印象深刻

自从50多年前人们首次将它们带到汽车工厂工作以来，我们已经建造了可以很好地焊接，喷涂和组装零件的机器人。

如今，最好的机械手可以捡起熟悉的物体并将其移动到其他地方，例如从仓库的仓库中取出产品并将其放入盒子中。

但是，机器人无法正确定位手动工具，例如，将十字螺丝刀与螺钉上的凹槽对齐，或者将锤子对准钉子。

而且他们绝对不能用详细的方式一起使用两只手，例如更换遥控器中的电池。

人类的手在这些任务上表现出色，还有更多。为了接近于与我们的手所能达到的能力相媲美，机器人手需要更好的敏捷性，可靠性和强度-而且它们需要比现在更准确地感知并更加精细地运动，以弄清它们的作用。

重新持有以及如何最好地握住它。为了使机器人能够与人类并肩作战，我们必须弄清楚如何制造能够在我们两个人还不够的情况下真正帮助我们的机器人。

在当今最好的机器人运动中。

我在东北大学的研究小组正在努力做到这一点，特别是针对人形机器人，每只手都有三个手指和一个拇指。

每个手指都有关节状的关节，并且每个手都有可以轻松旋转的腕部。

我们正在努力创建动作–手臂，腕部，手指和拇指动作的组合，共同完成一项任务，例如将扳手扳成一圈以拧紧螺栓，或将推车从一个地方拉到另一个地方。

双手的重要性

我们需要设计多用途机器人，甚至是可以被称为“通用”的功能强大的机器人，而不是让每个机器人都是为特定任务量身定制的定制机器，几乎可以完成所有任务。这些类型的机器人成功的关键之一就是出色的双手。

我们的工作重点是设计出新型的适应性机械手，这些机械手能够精确地进行精细动作并自动抓握。

当机器人能够敲钉子，更换电池并进行其他类似的动作时，我们将在机器人手中获得像人一样灵巧的方式。

NASA Valkyrie机器人在我们实验室的测试中捡起了一个物品。

要实现这一目标，还需要发明结合硬性和软性元素的新设计，即人的骨骼增强握力的方式，皮肤分散压力，使酒杯不会碎裂。

更快的开发和测试

现代技术的进步使开发过程变得更加容易。借助3D打印，我们可以非常快速地制作原型。

我们甚至可以制造廉价的一次性部件来尝试不同的机械装置布置，例如用于简单的取放任务的两指或三指抓具，或者用于更精细的操作的拟人化机器人手。

随着电子照相机和传感器的体积越来越小，我们能够以新的方式将它们合并。

例如，如果我们将压力传感器和摄像机放在机器人手中，则当牢固握紧或有东西开始滑动时，它们可以将反馈反馈给机器人控制器。

有一天，他们可能能够感觉到滑动物体向哪个方向移动，因此机器人可以抓住它。

这些工业机器人中的每一个都有多个专用工具。他们的许多任务可以由机械手完成吗？

这些能力已经是人类通过视觉和本体感受获得的第二天性。

一旦我们能够在机器人中实现它们，它们就可以执行诸如检测抓地力是否太强以及是否太紧地挤压物体的操作。

规划协调的动作

另一个里程碑将是为机器人开发方法，以弄清它们需要实时进行哪些动作，包括感知每时每刻手中的动作。

如果机械手可以检测到正在处理的物体的变化，或者在握住物体时进行操作，则它们可以帮助完成诸如打结和剥线等常见的手动任务。

两只手一起工作甚至会在未来走得更远，尽管这将极大地促进工作，尤其是对于制造业。

可以用两只手操作钻头或将机械零件从一只手传递到另一只手的机器人将是一个巨大的改进，使工厂可以自动化其过程中的更多步骤。

我们人类还没有开发这些系统。实现类似于人类的自主机器人敏捷性，将在可预见的将来使机器人技术研究人员，技术人员和创新者忙碌。

它不会减慢正在进行的制造机器人技术的革命，因为当前的过程仍然有很大的自动化空间来提高安全性，速度和质量。

但是随着我们使机器人变得更好，它们将能够为我们提供帮助。