触手机器人可轻易抓取沉重与脆弱物体

科技日报北京10月24日电 （记者张梦然）当今的大多数机器人抓手依靠嵌入式传感器、复杂的反馈回路或先进的机器学习算法，结合操作员的技能，来抓取易碎或形状不规则的物体。美国哈佛大学工程与应用科学学院研究人员从大自然中汲取灵感，设计了一种新型柔软的机器人抓手。它使用一组细长的触手来缠绕和诱捕物体，类似于水母捕获猎物的方式。该研究近日发表在《美国国家科学院院刊》上。

如果你曾经在街机玩过抓玩具游戏，你就会知道使用机器人抓手抓住物体是多么困难。想象一下，如果尝试从沉船中抓取一块脆弱的濒临灭绝的珊瑚或无价的文物，而不是毛绒填充玩具，那么该“游戏”将是多么令人伤脑筋。

利用柔性机器人的自然顺应性并通过顺应结构对其进行增强，研究人员设计了一种独特的抓手，以及一种能够以最少的规划和感知适应一系列复杂物体的抓取策略。单独的触手或细丝很弱，但细丝集合在一起可抓住并牢固地固定沉重和形状奇特的物体。抓手依靠简单的充气来包裹物体，不需要传感、规划或反馈控制。

抓手的力量和适应性来自于它与试图抓住的物体纠缠在一起的能力。足长的细丝是中空的橡胶管。管子的一侧比另一侧有更厚的橡胶，所以当管子受压时，它会像辫子一样卷曲。

卷发相互打结和缠绕，并与物体相互缠绕，每次缠绕都会增加握持的强度，虽然集体保持力很强，但即使是最脆弱的物体也不会被损坏，而释放物体时，只需将细丝减压。

研究人员通过实验来测试抓手的功效，包括抓起多种植物和玩具。在实际应用中，抓手可抓取农业生产和配送中新鲜软水果和蔬菜、医疗环境中的脆弱人体组织，甚至可抓取玻璃器皿等不规则形状物体。