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中科大发布机器人柔性手爪 取豆腐抓纸片轻而易举

2018-12-12

人民网合肥12月11日电(汪瑞华)在工业流水线尤其是制造业上,机器人的广泛应用早已不是新鲜事,比如汽车焊接、面板喷绘……但这些所谓的机器人应用,实质上都是替代了简单的组装流程和设计好的特定环节。

机器人抓取,一直以来都是机器人研究领域的一个热点话题,也是多年来机器人应用的一个瓶颈。

12月11日,中国科学技术大学发布自主研发的机器人柔性手爪,从现场演示的效果来看,该机器人手爪在碰到陌生物体的时候,不仅能够自主地判断物体形状和大小,还能轻而易举地实现对物体的抓取,小到一支签字笔,大到日用暖水瓶,包括豆腐、蛋糕、玻璃、书本和纸张,能抓能放都不再是难题。

这一科研的进展,从另一个角度来说,当机器人拥有了一双和人类一样灵巧的双手的时候,可能也就意味着,人类的双手将在更多的场景中被解放出来。

中科大机器人实验室主任、计算机学院教授陈小平接受媒体采访。

中科大机器人实验室主任、计算机学院教授陈小平告诉记者,当前的机器人,更多是关注手臂,其实在整个机器人的应用中,手爪才是更大的难点。

在工业领域,过去应用的机械手臂末端,都会安装有末端执行器。但随着工业向智能制造转变,这就对机器人提出了更高的要求,需要有末端夹持器,也就是俗称的机器人手爪。目前机器人领域解决末端夹持的办法,还局限在一对一地设计并装上专门夹具,不仅成本高而且操作复杂,据不完全统计,专用夹具的成本已经占到机器人成本的近4成。

一直以来,机器人末端夹持器是服务机器人和智能制造机器人等领域的关键部件之一,由于其重要性和研发难度,近年来已成为这些领域中机器人实际应用的一大瓶颈。虽然国外研发机构多年前就研制出了外观十分类似人手的机械手爪,售价高且不说,使用效果还不理想。

陈小平介绍,机器人手爪的三个主要技术指标,即抓握性能、易控性能和制造成本,中科大自主研发的柔性手爪在这三个指标上都达到了国际领先水平,不仅可抓握的物品种类多,包括刚性、柔性、易碎和光滑物体,而且抓握操作的控制十分简便,特别是制造成本极大降低。

据了解,中科大在柔性手爪的研究中突破了传统思路,以独创的“容差性”为指导思想,在手爪硬件组成、工作原理和控制原理上进行了原始创新,形成了“刚柔合一”的新技术,为解决服务机器人、智能制造机器人末端夹持器瓶颈问题开辟了一条新途径。

陈小平告诉记者,过去机器人依靠的是精确性,要精确的感知和精确的控制,在应用过程中只有通过大量的传感器获取大量的精确数据,才能实现预设操作的精准度。

“与之相反,容差原理不需要高精度,有个大概的感知即可完成对物体的抓取。而且同一个手爪不需要通过调整程序、结构和参数,就可以实现对不同对象的抓取。”陈小平说,目前柔性手爪的制造成本在几千元,预期量产后成本在1000元人民币以下。

陈小平透露,该柔性手爪将用到中国科大智能家庭服务机器人“可佳”身上,只需要换上柔性手爪,“可佳”的性能就会大大提升。后期还将有望在养老服务、智能制造和商业物流等诸多领域得到应用

(稿件来源:人民网)




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