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中国地质大学研发仿人手指:精准抓取超薄脆物,助力机器人应用升级

时间:2025-11-18 19:26:18 来源:中国新闻网 作者:王祎

中新社武汉11月17日电 (马芙蓉 孙彦钦) 记者17日从中国地质大学(武汉)获悉,该校自动化学院智能机器人系统实验室科研团队成功研发出一款具有刚-柔-软结构的仿人手指,能够精准抓取超薄或超脆物体,为机器人在食品处理、医疗护理、智能服务等高敏场景中的精细化操作开辟了全新可能。

相关研究成果已于近日发表于国际权威期刊《自然·通讯》(Nature Communications),标志着我国在机器人末端执行器领域取得重要突破。

刚柔并济:破解机器人抓取难题

让机器人手指既具备足够承载力又保持柔顺触感,是行业长期面临的挑战。中国地质大学(武汉)赖旭芝教授团队受人类手指结构启发,创新设计出由刚性管状骨骼、柔性关节弹簧、气动薄膜驱动器和软体硅胶皮肤组成的仿生结构。这种设计既保证了手指的高稳定性与强承载能力,又通过柔性组件实现了类似人手的柔顺力输出,有效解决了传统机械爪易损伤脆弱物体的问题。

中国地质大学研发的仿人手指抓持器展示

图:中国地质大学(武汉)科研团队研发的仿人手指抓持器可适应多种物体形态(研发团队供图)

多场景验证:从12克到1千克的无损抓取

研究团队通过大量实验验证了该技术的普适性。实验数据显示,装有仿人手指的抓持器可成功抓取重量跨度从约12克的小番茄到约1千克的3D打印耗材,形态涵盖鸡蛋、卷心菜等不规则物体,以及A4纸、气球等超薄物品。抓取方式更实现从三指到双指的灵活切换。

在针对性测试中,该装置展现出惊人精度:抓取豆腐时,连续20次拾取-放置循环未造成任何破损;处理薯片时,无论水平、倾斜还是垂直角度,均能通过自适应变形完美贴合曲面,实现无损抓取。这些特性使其在精密电子元件组装、生物样本操作等场景中具有显著优势。

技术落地:推动人形机器人实用化进程

研究团队成员孟庆鑫教授指出,随着人形机器人向生活服务领域渗透,末端执行器的性能已成为决定其「类人能力」的核心指标。这款仿人手指采用模块化设计,具有结构简洁、成本低廉的特点,可快速集成至各类人形机器人平台,为机器人实用化、高端化发展提供关键技术支撑。

据悉,该技术已申请多项国家发明专利,相关成果正在与多家机器人企业开展产业化对接,未来有望在智慧物流、康复医疗、智能家居等领域实现规模化应用。(完)

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