IEEE SPECTRUM|可承受击打的超强悍新款三指Shadow Hand

文摘   2024-10-09 16:09   辽宁  

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视频来自:https://www.newscientist.com/article/2430354-deepmind-is-experimenting-with-a-nearly-indestructible-robot-hand/

多年以来,英国Shadow Robot公司的灵巧手Shadow Hand一直是机器人操作领域的标杆。然而,最初版本的Shadow Hand一直都存在一个根本性的弱点,即需要用户编程。如今,多数机器人执行操作任务已不再依赖于手工编程,而是通过机器学习来实现。机器手通过无数次的尝试和失败,积累大量数据,从而学会如何成功完成任务。谷歌DeepMind在五年前就意识到了这一点,并要求Shadow Robot公司为其打造一款新型灵巧手,利用硬件应对当前典型的操纵研究训练。

2024年5月10日,Shadow Robot公司发布了堪称绝对强悍的新款三指Shadow Hand。该灵巧手可承受大量的“误操作”,包括猛烈地撞击和剐蹭。这所谓的“误操作”实际上是一种进步,极大地拓展了机器人软硬件的物理能力。
新款Shadow灵巧手的尺寸比一般人手稍大一些,也更重一些。每根手指重1.2kg,整只灵巧手重超过4kg。手指有类似人类手指的运动学特性,每个关节每秒可转动180°,每个指尖能够施加至少8N的抓握力。灵巧手的力控制和位置控制接口都是开放的,整只手采用了ROS机器人操作系统,这是由开源机器人基金会(Open Source Robotics Foundation,OSRF)维护的开源软件库和工具集。
Shadow Robot公司深知,即便是采用其最先进的工程设计,新款灵巧手难免也会偶遇故障——毕竟,作为机器人出现故障也在所难免。因此,该公司将新款灵巧手设计成模块化结构,以便于维修和更换部件。每个手指都是一个独立的单元,可轻松进行更换。手指底部配备了五个Maxon电机,通过缆线驱动四个关节,并采用了能够消除反冲力的设计方案。虽然缆线需要定期更换,但新款灵巧手的缆线更换过程比原版要简便得多。Shadow Robot公司表示,整只新款灵巧手上的缆线更换时间,与原版灵巧手上一根缆线的更换时间相当。
新款灵巧手的一大亮点是其触觉感知能力。Shadow Robot采用基于光学方法的GelSight指尖传感器。每个指尖覆盖着柔软而有弹性的凝胶,其中嵌有数千个微小颗粒。位于凝胶背面的摄像头追踪这些颗粒的位置,当指尖接触到物体时,颗粒发生移动。基于这种移动,指尖能够非常精准地检测到力的大小和方向,即使是非常微小的力也能被有效感知。此外,手指内部还配备有更多的传感器,包括嵌入的霍尔效应传感器,用于在抓握和操作任务中提供反馈。

信息来源:

https://spectrum.ieee.org/robot-hand-shadow-robot-company

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