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科技日報北京12月14日電 （記者張夢然）要力氣時可以捏扁罐頭，要精細時可以拿起小鑷子，擁有這般“男友力”的其實是一只機器手。據(jù)英國《自然·通訊》雜志14日發(fā)表一項研究，韓國科學家團隊報告了一種機器手集成了響應式運動、傳感并擁有高度靈活性所需的所有組件。這種機器手可以安裝到現(xiàn)有商業(yè)機器手臂上，從抓握雞蛋到使用剪刀和鑷子，能夠執(zhí)行各種各樣的任務。
人體全部206塊骨頭中，有54塊在手上，相當于骨頭總數(shù)的四分之一，而驅(qū)動這些骨頭的手部肌肉結(jié)構(gòu)也極其復雜，正因如此，人類手的運動看似平常，卻涉及相當高的靈巧水平，能從事包括從精細物體的抓取到繁復工具的操作等多種任務。而解釋人手極其復雜的功能，迄今為止仍然是領(lǐng)域中尚未解決的挑戰(zhàn)。
機器人的手與人類的手有著相似的功能，因此在執(zhí)行任務時也可以擁有很高的靈活性，實際應用中，機器手有執(zhí)行跨度很大的任務的潛力。但是，開發(fā)沒有額外驅(qū)動部件使之移動的手，同時保持其高度靈活性或以適當力量抓取的能力是一個巨大挑戰(zhàn)。額外驅(qū)動部件也使這些手難以集成在現(xiàn)有的機械臂上，限制了它們的用途。
韓國亞洲大學科學家團隊此次開發(fā)了一種靈活的機器手，稱為“ILDA”（集成連接驅(qū)動的靈活擬人）。這只手由20個關(guān)節(jié)組成，允許15度自由移動，指尖力34牛頓，總重不到1.1公斤，體積小巧（218毫米），有觸覺傳感能力。
研究人員表示，“ILDA”的所有組件都集成到了手上，這意味著它可以無須額外部件（如前臂）就能連接到現(xiàn)有的機械臂上。而一系列實驗表明，這只手可以拿起各種形狀的物體，強力抓握時可壓扁罐頭，或精細抓握時拿住一個雞蛋，同時這只手還可以用剪刀裁紙以及用鑷子拿起小物體。
輕輕拿起一顆雞蛋，既不會用力過度捏爆它，也不會力道過輕把它摔地上，對人類來說是與生俱來的本領(lǐng)，對機器人來說卻是個大挑戰(zhàn)，這次成功實現(xiàn)表明該機器手在觸覺傳感、反饋機制、精細操作等方面的巨大進步。
總編輯圈點
我們常說機器“笨拙”，就是因為機器手干不了太過精細的活。你可以給它們設(shè)定程序，讓它們寫字畫畫，但自如抓握，控制力道，依然還是欠點火候。人手是精妙的工具，因為它有復雜的結(jié)構(gòu)。從手臂到手肘到手掌再到手指，骨頭，肌肉，肌腱，互相關(guān)聯(lián)，彼此協(xié)作。要把這一切搬到機器手上可就太難了——體積不能太大，傳感器得足夠多，結(jié)構(gòu)也要夠靈活……心有猛虎，細嗅薔薇，說來容易，讓機器辦到，則是對人類的一大考驗。不過，現(xiàn)在看來，人類又完成了一項挑戰(zhàn)。
來源：科技日報
