簡化的手腕結(jié)構(gòu)可以幫助機器人

給機器人一項特定的工作——比如，在工廠的傳送帶上放置一個罐頭——它們可以非常高效。但在結(jié)構(gòu)化程度較低的環(huán)境中，任務(wù)各不相同，即使是看似簡單的事情，例如擰下燈泡或轉(zhuǎn)動門把手，事情也會變得更加棘手。

問題的很大一部分與機器人必須使用的“手腕”機制有關(guān);它們通常復(fù)雜而笨重，并且難以進行某些作。耶魯大學(xué)研究人員采取的一種更簡單的方法可以為機器人提供一種處理更復(fù)雜運動的方法。他們的結(jié)果發(fā)表在《自然機器智能》上。

通常，設(shè)計用于縱物體的機器人是用夾具和三個自由度的手腕構(gòu)建的。也就是說，它們可以以三種獨立的方式移動：“滾動”（從前到后旋轉(zhuǎn)）、“俯仰”（左右旋轉(zhuǎn)）和“偏航”（垂直）。但手腕在機械上很復(fù)雜，并且通常遠離被抓取的物體，需要機器人移動整個手臂才能完成任務(wù)。結(jié)果是需要大量空間的笨拙和低效的動作。

這種耶魯大學(xué)設(shè)計的機械手，研究人員將其命名為獅身人面像，是在 Aaron Dollar 教授的實驗室開發(fā)的。它具有球形機構(gòu)，可以在所有三個軸上抓取和旋轉(zhuǎn)各種物體，結(jié)合了傳統(tǒng)手腕和夾具的大部分功能。

“這并不是很復(fù)雜，”該論文的主要作者、Dollar 實驗室的博士生 Vatsal Patel 說。“它上面沒有任何傳感器或任何東西。它可以在沒有任何攝像頭或傳感器之類的東西的情況下工作。但由于球形機制，它總是會滾動、俯仰和偏航物體。

“它效率更高，而且不需要大量空間。手腕能夠在更靠近物體的地方進行這些旋轉(zhuǎn)，而無需移動整個手臂的負擔(dān)。它工作得更快、更高效。

該設(shè)計還使機器人更容易在有限的空間內(nèi)執(zhí)行任務(wù)，例如在壁櫥內(nèi)擰入燈泡。更廣泛地說，它使該領(lǐng)域離一個日益普遍的目標(biāo)更近了一步，即設(shè)計在家庭、災(zāi)難現(xiàn)場和其他非結(jié)構(gòu)化環(huán)境中都能正常工作的機器人。“在這些環(huán)境中，機器人并不確切知道物體在哪里，”帕特爾說。“他們試圖適應(yīng)環(huán)境，適應(yīng)物體。這就是機器人技術(shù)總體上的發(fā)展方向，我們正在努力解決同樣的問題。