90秒通关超级马里奥,Science子刊发布超灵活气动软机械手

36氪的朋友们·2021-07-21
过响应气压的变化,机械手可以轻松实现每个手指的单独移动。

本文来自微信公众号“机器人大讲堂”(ID:RoboSpeak),作者:Robospeak,36氪经授权发布。

马里兰大学的一支研究团队,近日在《科学进展》期刊上介绍了他们新研发的一款气动软机械手,特点是灵活到能够玩天堂的超级马里奥兄弟,并且赢了!

▲正在玩超级马里奥兄弟的机械手

▲软体机械手程序的设定

与机械结构更加复杂的机械手方案相比,这种新式气动手要简单得多。因为传统电子机械手必须将单独的控制线路遍布每个手指,结果导致整体相对笨重、耗能、繁琐、且成本高昂。

▲来自:UMD

有鉴于此,由马里兰大学Ryan D. Sochol 助理教授带领的这支研究团队,着手开发了一套在结构上没有那么复杂、但仍相当高效实用的替代方案。

最终结果,就是上图展示的这款3D 打印三指柔软机械手。通过响应气压的变化,它可以轻松实现每个手指的单独移动。

▲研究配图 - 1:PolyJet3D 打印增材与全集成流体电路

单独的压缩机,可通过一根橡胶软管将空气泵如机械手。在软管的指端,则是三个被称作“流体晶体管”的非电气元件。

这些晶体管中的每一个都采用了特殊的设计,能够按需打开并让空气流入对应的机械手指,以响应低、中、高三档不同的气压。

▲研究配图 - 2:电路元件的工作原理和结果

当空气流入时,机械手指会收缩并指向下方。这样一来,通过改变泵入指端的气压,便可有选择性地激活任何一根手指。若完全阻止气流,则所有手指都会抬起到中立的位置。

从演示来看,研究团队能够让机械手指按下初代任天堂游戏机的手柄,并成功打通《超级马力欧兄弟》这款视频游戏的第一关。

▲研究配图 - 3:基于恒流软体机器龟的工作演示

展望未来,研究人员希望将这项技术应用于可定制的假肢、手术器械和康复设备,并且决定向其它感兴趣的研究团队开放 3D 打印设计文件。

▲研究配图 - 4:基于正弦输入的工作演示

Sochol 表示,他们希望这种开源的 3D 打印策略,能够有助于壮大集成流体回路软机器人的可用性。

▲研究配图 - 5:基于非周期性流体输入的预编程软机械手演示

感兴趣的朋友,可移步至《ScienceAdvances》查阅全文,原标题为《Fully 3D-printed soft robots withintegrated fluidic circuitry》。

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