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团队成功研发出一款具有创新结构的仿人手指,该装置突破传统机器人抓取局限,可精准抓取超薄或超脆物体,为食品处理、医疗护理、智能服务等高精度场景的机器人应用开辟了新路径。
相关研究成果已发表于国际顶级学术期刊《自然·通讯》(Nature Communications),标志着我国在柔性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操作柔顺性,一直是行业技术瓶颈。中国地质大学(武汉)赖旭芝教授团队受人类手指生物力学启发,创新性设计出刚-柔-软三层复合结构仿人手指。该装置由刚性管状骨骼提供结构支撑,柔性关节弹簧实现多自由度弯曲,气动薄膜驱动器调节抓取力度,外层软体硅胶皮肤则确保与物体接触时的柔顺性。
中国地质大学(武汉)研发的仿人手指抓持器可适配多种物体形态(研发团队供图)
全场景验证:从豆腐到薯片的无损抓取
研究团队通过系统化实验验证装置性能:在质量跨度测试中,抓持器成功完成12克小番茄至1千克3D打印耗材的抓取;在形态适应性测试中,从标准几何体的鸡蛋、卷心菜,到非标物体的A4纸、气球均实现稳定抓取;在操作模式测试中,三指/双指抓取模式切换自如。
特别针对超脆物体抓取难题,实验数据显示:在20次豆腐抓取循环中,装置保持零破损记录;薯片抓取测试中,通过自适应曲面贴合技术,从水平、倾斜到垂直角度均实现无损操作。这些成果验证了该技术在精密制造、生物医药等领域的巨大应用潜力。
产业化前景: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,末端执行器的性能直接决定其类人操作能力。这款仿人手指采用模块化设计,具有结构简洁、制造成本低等优势,可快速集成至各类人形机器人平台,为高端服务机器人产业化提供关键技术支撑。
目前,团队正与多家机器人企业开展合作,重点推进医疗护理机器人、精密装配机器人等场景的落地应用,预计未来3-5年内实现规模化商用。(完)