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MIT真的將“折紙機器人”玩出花來!輕松抓取超100倍自重物體

2019-03-22 11:07 152

導讀

當我們提到機械手這個詞時,你的腦海中浮現的或許是一只仿人手臂,或許是一只二爪鋼鉗,又或許是一個吸盤,但你肯定從未想過,機器人手可以像是一朵紙折出的郁金香。但MIT計算機科學與人工智能實驗室(CSAIL)的教授Daniela Rus卻一定這樣想過,并將它變為了現實。

作者:機器人大講堂 溪嵐

編輯:機器人大講堂 Aliey

折紙是一門神奇的藝術,一張平平無奇的紙張在多次折疊之后就變成了各種不同的形狀。不知什么時候起,這門技術也漸漸在科技圈流傳開來,許多科學家都開始以折紙作為靈感,開發新的技術和機器人。

有模仿折疊紙板的,

有模仿折紙蛇鱗的,

還有模仿折紙“魔球”的,也就是今天要介紹的這一款機械手的靈感來源了。

“魔球”由一張長方形紙折成,可以在圓柱體和球體形態中自由切換。

換成機械手,就變為了半球形和傘形的切換。

該抓取器呈空心圓錐狀,由16根橡膠骨架、一個用于夾持的連接器以及外層的輕質表皮組成,展開時像是一顆多足海星。

夾持器由連接管連到機械臂上,并加入了真空管。當真空管將空氣從夾持器中抽出后,夾持器的表皮便會折疊起來,變成一朵郁金香的樣子。

這樣的結構使它可以抓取比自身重100倍,直徑達70%的物體,但并不會破壞脆弱的物體。實驗結果顯示,它最高能拿起約4磅重的瓶子。

而且與傳統的機械手不同,它可以不從某一個設定好的角度去抓取物品,而是從多個角度接近,并進行抓取。

正上方沒有問題:

斜著抓也可以:

本以為抓的位置不夠正要掉了,其實人家抓得穩穩的:

這個機械手長相奇特,功能也不落俗套。Daniela教授表示:“我的目標就是設計一種會幫你打包行李、雜貨的機器人。目前的機械臂能抓取的物品種類極其有限——要么不能太重,要么形狀有要求,例如方形、圓柱形等。我們要展示的抓取器能夠拿起并放下各種東西,包括酒瓶、花椰菜、葡萄和雞蛋等?!?/b>

就連鞋子、膠帶、杯把這類看上去就容易“翻車”的物品,機械手也能將它們緊緊抓住。

雖然目前機械手還處于測試階段,能夠抓取的物品種類有限,重量也不算太大,但是它已經展示出了對非常規形狀物品的抓取能力,Daniela說:“我很高興可以用開始這種機械手抓取雜貨?!?/p>

別看這款手看上去很厲害的樣子,實際上,它也是有缺點的。它只能在一定的角度范圍內抓取物品,就像這樣:

以及這樣:

但如果它們安靜地平躺在桌子上,機械手就很難找到著力點將它們拿起來了。這也就意味著,這款機械手目前還是對瓶瓶罐罐類的圓柱體比較得心應手,算是一點小小的遺憾吧。

不過,團隊表示,未來他們希望能夠通過增加機器視覺,來解決機械手抓取角度和方向的問題,讓機械手自己“看到”最適合抓取的部分,讓抓取變得更容易。

或許你會覺得這款機械手有那么一點點眼熟,好像在哪里見過的樣子。在大講堂發過的文章里確實曾出現過類似的身影,那個機械手長這樣:

同樣能夠抓起形狀奇葩的物品,但是似乎不那么有力,而且個頭也小了很多。

難道這是抄襲嗎???

當然不是了,這一款mini版的機械手就是今天這款“郁金香”的前身。據Dniela教授介紹,MIT與哈佛大學共同打造的這款“郁金香”機械手其實從2017年就已經研發出來了,只不過因為商業解決方案還沒有趕上“實驗室里的創新”,所以一直沒能夠進行廣泛采用。

哈佛大學工程院的教授Robert Wood表示,這款機械手制造工藝簡單,能夠快速量產,并且能夠根據使用環境和抓取目標更換材料,對于工廠流水線來說十分便捷。

該項目目前由美國國防部高級研究計劃局和國家科學基金會等多方資助,團隊將于5月在加拿大蒙特利爾的國際機器人與自動化會議(ICRA)上發表這篇論文。

希望到時,Diniela教授能夠實現機械手進入商業化的愿望吧。

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