人類(lèi)的進(jìn)化過(guò)程中,伴隨著工具的發(fā)展,對(duì)人手的靈巧精準(zhǔn)操作能力要求也越來(lái)越高,這個(gè)過(guò)程也逐漸改變和進(jìn)化了大腦結(jié)構(gòu)。而如何能讓機(jī)器人像人一樣擁有靈巧雙手,一直也是科學(xué)家們追求的目標(biāo)。
至少?gòu)氖兰o(jì)末開(kāi)始,科學(xué)和工程界就一直在努力開(kāi)發(fā)類(lèi)似人手的感覺(jué)和運(yùn)動(dòng)功能的機(jī)械手,其中包括運(yùn)動(dòng)功能(抓、握、推、拉、打孔、操作等)和感覺(jué)功能(主動(dòng)和被動(dòng)地探索表面的質(zhì)地、濕度和溫度,以及振動(dòng)、壓力和力的感覺(jué)等),并最終形成社會(huì)功能(愛(ài)撫、威脅、握手、指指點(diǎn)點(diǎn)、敬禮、玩耍和各種手勢(shì),包括自愿和非自愿)。盡管人們對(duì)手如此著迷,但仍然無(wú)法完全理解它們。這也是為什么機(jī)械手仍然是機(jī)器人技術(shù)中最難的挑戰(zhàn)之一的原因之一。
研究人員試圖通過(guò)復(fù)雜的設(shè)計(jì)來(lái)仿造人類(lèi)雙手的外觀和靈活性,并集成了許多驅(qū)動(dòng)器和傳感器,例如猶他/MITH、RobonautHand、DLR(Deutsches Zentrum für Luft- undRaumfahrt)Hand II、Gifu Hand II、Shadow Dexterous Hand及清華大學(xué)孫富春團(tuán)隊(duì)開(kāi)發(fā)的系列靈巧手等。雖然目前有很多實(shí)驗(yàn)樣機(jī),但在工業(yè)機(jī)器人、服務(wù)機(jī)器人甚至假肢方面,實(shí)際應(yīng)用數(shù)量仍然有限。為了增加推廣,近年來(lái)已經(jīng)提出了一些新的方法和解決方案,以開(kāi)發(fā)有效和可靠的靈巧手。事實(shí)上,雖然實(shí)現(xiàn)了完美的結(jié)構(gòu)和功能擬人化——即不僅在外觀上,而且在動(dòng)作和功能上與人類(lèi)的手相似(可能會(huì)過(guò)于復(fù)雜),但近年有趨勢(shì)旨在實(shí)現(xiàn)穩(wěn)健的、易于編程的、經(jīng)濟(jì)實(shí)用的靈巧手,能夠執(zhí)行人手操作功能的子集。
回顧近幾年的機(jī)器人操作比賽情況,如亞馬遜采摘挑戰(zhàn)賽、DARPA機(jī)器人挑戰(zhàn)賽、IROS機(jī)器人操作比賽等,大多數(shù)復(fù)雜的抓取技術(shù)都受到了挑戰(zhàn),這些比賽表明,以簡(jiǎn)化設(shè)計(jì)為目標(biāo)的方法能帶來(lái)顯著的效益。第1屆亞馬遜采摘挑戰(zhàn)賽的獲勝者是一個(gè)基于抽吸系統(tǒng)的末端效應(yīng)器;在DARPA機(jī)器人挑戰(zhàn)賽中采用的仿人機(jī)器人都沒(méi)有完全驅(qū)動(dòng)的擬人手,超過(guò)15個(gè)團(tuán)隊(duì)(25個(gè)參賽者中)使用的是一個(gè)只有3或4個(gè)手指的低驅(qū)動(dòng)手;幾次的IROS機(jī)器人抓取和操縱比賽中,都是簡(jiǎn)易機(jī)械手獲取冠軍,反而是復(fù)雜多功能的靈巧手在比賽中失利。
在過(guò)去的幾十年里,許多機(jī)器人研究小組都專(zhuān)注于極簡(jiǎn)主義設(shè)計(jì)方法。在保留擬人化設(shè)計(jì)的許多優(yōu)點(diǎn)的同時(shí),在設(shè)計(jì)和控制方面進(jìn)行原則性的簡(jiǎn)化,可以合理地降低系統(tǒng)的復(fù)雜度,包括執(zhí)行器、傳感器和程序代碼的數(shù)量。此外,軟體機(jī)器人方法也很有用,近年有根據(jù)這樣的原理設(shè)計(jì)的機(jī)械手,在抓取的通用性、魯棒性和可靠性方面取得了很好的效果。
輔助機(jī)器人必須能夠在日常生活活動(dòng)中與環(huán)境和人類(lèi)安全地互動(dòng)和合作,這意味著手需要小、輕、靈活
醫(yī)療服務(wù)機(jī)器人根據(jù)醫(yī)院需求分別執(zhí)行遞送化驗(yàn)單、藥物等工作,用機(jī)器人代替醫(yī)護(hù)過(guò)程中簡(jiǎn)單但耗力的流程化工作
在巨大的公共衛(wèi)生危機(jī)面前,無(wú)人機(jī)能夠進(jìn)入疫情嚴(yán)重區(qū)域自動(dòng)噴灑消毒劑,降低應(yīng)急人員被病毒感染的風(fēng)險(xiǎn)
泵和傳感器可以安裝在靠近手臂的機(jī)器人底座上進(jìn)行保護(hù),并實(shí)現(xiàn)與機(jī)械手遠(yuǎn)程連接
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機(jī)器人也都成為應(yīng)急救援搶險(xiǎn)的標(biāo)配,救援機(jī)器人發(fā)展空間和潛力的爆發(fā),既得益于需求的釋放,也離不開(kāi)技術(shù)突破與商用價(jià)值的支撐
智能營(yíng)銷(xiāo)機(jī)器人能夠基于營(yíng)銷(xiāo)、催收等不同場(chǎng)景配置外呼對(duì)話流程,細(xì)分場(chǎng)景、描繪精準(zhǔn)客戶畫(huà)像并對(duì)應(yīng)采取不同話術(shù),成為該銀行智能化轉(zhuǎn)型的合作廠商。
第四代人工智能配網(wǎng)帶電作業(yè)機(jī)器人已成功完成雙臂自主、單臂人機(jī)協(xié)同、單臂輔助自主 3 種人工智能配網(wǎng)帶電作業(yè)機(jī)器人研發(fā),并全面投入配網(wǎng)運(yùn)行
智能客服機(jī)器人通過(guò)語(yǔ)音識(shí)別、自然語(yǔ)言理解、語(yǔ)音合成等技術(shù)在不同的業(yè)務(wù)場(chǎng)景下自動(dòng)合成企業(yè)所需話術(shù),支持智能問(wèn)答交互
機(jī)器人手臂前端裝有叉和勺子,能夠?qū)⑹澄镒詣?dòng)夾起,并送到操作者嘴邊,靠著喂食機(jī)器,頸部以下癱瘓的病人、肢體不便的老人,也能自行進(jìn)食
國(guó)產(chǎn)關(guān)節(jié)置換手術(shù)機(jī)器人又名骨科手術(shù)導(dǎo)航定位系統(tǒng)填補(bǔ)了中國(guó)在關(guān)節(jié)置換手術(shù)機(jī)器人領(lǐng)域的空白
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