工程师为商业机器人带来柔软的触感

受人手自然灵巧的启发，新加坡国立大学 (NUS) 的一个工程师团队创建了一个可重新配置的混合机器人系统，该系统能够抓取各种物体：从小巧、柔软、精致到大、重、笨重。预计这项技术将影响一系列行业，包括食品组装、垂直农业和快速消费品包装，这些行业将在未来几年逐步实现更多操作的自动化。

由生物医学工程系和新加坡国立大学先进机器人中心的 Raye Yeow 副教授领导，混合机器人夹具使用柔软、灵活的 3D 打印手指和可重新配置的夹具底座。

“物体的形状、质地、重量和大小会影响我们选择握持它们的方式。这是许多行业仍然严重依赖人工来包装和处理精致物品的主要原因之一，”Yeow 说。 “我们的混合机器人抓手技术通过提供先进的功能，让机器人能够像人手一样安全地与各种形状、大小和硬度的精致物品互动，从而彻底改变了传统的拾取和放置任务。”

抓取是人们执行的最常见和最自然的任务之一，但对于机器人来说，它并不那么直观。为了实现类似人类的抓取能力，机器人需要计算机视觉和深度学习来检测它们面前的物体类型以及它们的方向。然后，抓取器可以自动决定如何最好地拾取和放置物体，以最大程度地减少人工干预的必要性。

为了开发像人手一样灵巧的机器人抓手，该团队提出了混合机器人抓手，由三个或四个柔软的手指组成，可以根据需要重新配置。手指是气动的，并配备了可调节刚度的新型锁定机构。他们开发了三种类型的混合机器人抓手系统——几乎就像三只不同的手，在不同的环境中很有用。

第一个是 GourmetGrip，它适用于处理最精细的任务，比如处理精致的一口大小的零食，或者像豆腐这样容易损坏的食物，并将它们包装到外卖盒中。这种软手模式是可重新配置的，因此它可以适应不同的握持姿势以及各种空间限制。当安装在工业机械臂上时，GourmetGrip 可以以与人类相当的速度实现食物的拾取和放置，并且可以全天候以一致的速度执行这些任务。

与其他市售夹持器相比，GourmetGrip 系统能够将夹持效率提高约 23%，并能够更快、更精确地夹持物品。迄今为止，GourmetGrip 系统可以有效抓取布丁、切片蛋糕、蔬菜和水果等 50 多种不同的食物。

第二种类型的夹持器被称为 UnisoGrip，或 Universal Soft Gripper，这是该团队更广泛适用的解决方案。它设计用于在装配线上处理包装好的货物，这些货物通常处于装箱运输的最后阶段。

它能够显着扩大其抓握范围，并具有柔软的可旋转抓手手指，可进行精细抓握，以及真空吸盘，使其能够操纵更笨拙的物体，例如手提箱的角落。

与 GourmetGrip 的握持范围类似于人手不同，UnisoGrip 明显更大，可以处理宽达 30 厘米、重达 3 公斤的物品，因此在处理各种消费品方面更加灵活.它的抓取效率也比其他市售夹具高 20%。迄今为止，UnisoGrip 系统可以拾取 30 多种不同类型的消费品，例如瓶装饮料、咖啡粉包、可再填充的洗涤剂包等。

第三种夹具是完全可定制的，基于 GourmetGrip/UnisoGrip 平台，以适应特定的客户需求和空间限制。这种方法提供了多种抓取选项，可以处理不同形状、大小和包装材料的物体。

NUS 团队的初创公司 RO+ 正在为商业合作伙伴提供部署机器人夹持系统的不同选择——它们可以与机械臂捆绑在一起，也可以单独购买，因为夹持器可以很容易地安装到已经拥有自己的公司的商业机械臂上。自己的。 RO+ 还计划提供四合一解决方案，其中包括夹持器、机械臂、计算机视觉模块和传送系统。该团队还在通过机器学习来提高抓取器的智能，可以通过在线图书馆对系统进行训练，以不断学习和优化新物品的抓取。