想想當(dāng)你晚上在家按下電視遙控器上的按鈕時，或者在餐廳使用各種餐具和玻璃器皿時，你用手做什么。這些技能都是基于觸摸，當(dāng)你在看電視節(jié)目或從菜單中選擇一些東西時。我們的手和手指是非常熟練的機制，對靴子非常敏感。

機器人研究人員長期以來一直試圖在機器人手中創(chuàng)造“真正”的靈巧性，但令人沮喪的是，這個目標一直難以實現(xiàn)。機器人抓手和吸盤可以拾取和放置物品，但更靈巧的任務(wù)，如組裝、插入、重新定向、包裝等。一直停留在人類操縱的領(lǐng)域。然而，在傳感技術(shù)和機器學(xué)習(xí)技術(shù)處理傳感數(shù)據(jù)的推動下，機器人操縱領(lǐng)域正在迅速變化。

高度靈巧的機器人手甚至可以在黑暗中工作

哥倫比亞工程學(xué)院的研究人員展示了一種高度靈巧的機器人手，它將先進的觸覺與運動學(xué)習(xí)算法相結(jié)合，以實現(xiàn)高水平的靈巧性。

為了展示技能，該團隊選擇了一項困難的操作任務(wù)：對手中形狀不均勻的抓取物體執(zhí)行任意大的旋轉(zhuǎn)，同時始終將物體保持在穩(wěn)定、安全的固定狀態(tài)。這是一項非常困難的任務(wù)，因為它需要不斷重新定位一部分手指，而其他手指必須保持物體穩(wěn)定。手不僅能夠執(zhí)行這項任務(wù)，而且完全基于觸摸感應(yīng)，而且沒有任何視覺反饋。

除了新的靈巧度之外，這只手在沒有任何外部攝像頭的情況下工作，因此不受照明、遮擋或類似問題的影響。事實上，手不依賴視覺來操縱物體，這意味著它可以在非常困難的照明條件下這樣做，這會混淆基于視覺的算法 - 它甚至可以在黑暗中操作。

“雖然我們的演示是概念驗證任務(wù)，旨在說明手的能力，但我們相信這種靈巧程度將為現(xiàn)實世界中的機器人操作開辟全新的應(yīng)用，”機械工程和計算機科學(xué)系副教授Matei Ciocarlie說。.“一些更直接的用途可能是物流和材料處理，有助于緩解近年來困擾我們經(jīng)濟的供應(yīng)鏈問題，以及工廠的先進制造和組裝。

利用基于光學(xué)的觸覺手指

在早期的工作中，Ciocarlie的小組與電氣工程教授Ioannis Kymissis合作，開發(fā)了新一代基于光學(xué)的觸覺機器人手指。這是個以亞毫米級精度實現(xiàn)接觸定位的機器人手指，同時提供對復(fù)雜多曲面的完全覆蓋。此外，緊湊的封裝和手指的低線數(shù)允許輕松集成到完整的機器人手中。

教手執(zhí)行復(fù)雜任務(wù)