“巧手機(jī)器人”可從機(jī)械臂上分離，爬行拾取多個物體并重新與機(jī)械臂連接。圖片來源：EPFL

據(jù)《自然·通訊》20日發(fā)表的研究，一種“巧手機(jī)器人”不但能夠復(fù)現(xiàn)人類手部的33種抓握動作，還升級成具備雙面抓握與自主爬行能力的“高級手”。這一由洛桑聯(lián)邦理工學(xué)院（EPFL）研發(fā)的可拆卸機(jī)械手，能抓取超出常規(guī)尺寸范圍的物體，并能連續(xù)處理多個目標(biāo)，在工業(yè)自動化、服務(wù)協(xié)助及野外勘探等領(lǐng)域具有極大應(yīng)用價值。

在機(jī)器人學(xué)領(lǐng)域，機(jī)械手的設(shè)計長期受到人類手部結(jié)構(gòu)的啟發(fā)。盡管人手極為靈巧，但受到非對稱形態(tài)與單面抓握的物理局限，限制了其在狹窄空間作業(yè)、多物體同步操作等場景下的效能。為突破這些限制，工程師近年來不斷探索對稱結(jié)構(gòu)、模塊化及可重構(gòu)的機(jī)械手設(shè)計方案。

在這項工作中，團(tuán)隊開發(fā)了兩種對稱結(jié)構(gòu)的機(jī)械手：五指版本與六指版本，手掌直徑均為16厘米。對稱設(shè)計使其能夠從雙面進(jìn)行抓握，顯著增強(qiáng)了操作的靈活性與適應(yīng)性。該機(jī)械手的另一個突出特點(diǎn)是可與機(jī)械臂基座分離，通過內(nèi)置驅(qū)動實(shí)現(xiàn)自主爬行移動。

研究團(tuán)隊演示了“巧手機(jī)器人”連續(xù)抓取最多3個不同物體的能力，并能在抓持物體的狀態(tài)下，穩(wěn)定地重新與機(jī)械臂對接。實(shí)驗(yàn)顯示，該設(shè)備能夠可靠抓取多種日常物品，如卷筒芯、橡膠筆、罐頭與橡膠球，并能復(fù)現(xiàn)人類手部的數(shù)十種典型抓握姿態(tài)，最大負(fù)載可達(dá)2公斤。

這類可脫離基座、具備移動能力的機(jī)械手，代表了一種向“機(jī)器人即服務(wù)”及柔性制造系統(tǒng)演進(jìn)的技術(shù)方向。其可拆卸與重新配置的特性，為在復(fù)雜、非結(jié)構(gòu)化環(huán)境中執(zhí)行任務(wù)提供了新思路，例如在災(zāi)難救援中進(jìn)入廢墟縫隙進(jìn)行操作，或在倉儲物流中同時處理多個異形包裹。未來的研究可進(jìn)一步探索其在動態(tài)環(huán)境中的自主決策與協(xié)同作業(yè)能力，推動機(jī)器人系統(tǒng)向更智能、更適應(yīng)多變場景的方向發(fā)展。

（原標(biāo)題為《復(fù)現(xiàn)并升級人類手部動作，“巧手機(jī)器人”實(shí)現(xiàn)雙面抓握與自主爬行》）