來自美國密歇根州立大學的曹昌勇教授說，這種混合型柔性抓手比傳統的純軟手能產生更大的抓力，并且對于精確的操作更穩定。

用于工業機器人的剛性末端執行器可提供速度，強度和精度，而柔順或柔軟的抓手可提供可變性和更安全的人機交互。密歇根州立大學的一個工程師團隊設計并開發了一種新穎的人形指針，可以彌補這一差距。

曹昌勇是密歇根州軟機和電子實驗室主任包裝、機械工程、電氣和計算機工程的教授，他說：

“新型的類人動物手設計是軟硬混合柔性抓手。它可以產生比傳統的純軟手更大的抓握力，同時比其他用于較重物體的手更穩定，可以進行精確的操縱。”

這項新的研究“通過柔性混合式氣動執行器具有較大抓力的軟人形機器人手”已發表在Soft Robotics上。

看起來，密歇根州立大學正在克服軟爪的局限性。

通常，手抓手主要用于易碎，輕巧和不規則形狀的環境中，但存在以下幾個缺點：鋒利的表面，抓握不平衡負載的穩定性差以及用于處理重負載的抓握力相對較弱。

在設計新模型時，曹昌勇和他的團隊考慮了從水果采摘到敏感醫療等一系列人與環境的相互作用。他們發現某些過程需要與易碎物品進行安全但牢固的交互。現有的大多數夾持系統都不適合這些目的。

密歇根州立大學的團隊解釋說，這種設計的新穎性造就了一個原型，展示出了一種靈敏，快速，輕便的夾持器的優點，該夾持器能夠處理傳統上需要不同類型夾持系統的許多任務。

人形柔軟手的每個手指由柔性混合氣動致動器（或FHPA）構成，該致動器由壓縮空氣驅動彎曲，從而形成了模塊化的運動框架，其中每個手指彼此獨立地運動。

混合機器人手適應重負載

曹教授解釋說：

“用于工業應用的傳統剛性夾持器通常由簡單但可靠的剛性結構制成，有助于產生較大的力，高精度和可重復性。擬議中的柔軟人形手在抓握復雜形狀和易碎物體時表現出出色的適應性和兼容性，同時保持了較高的剛度，可施加強大的夾緊力來舉起重物。”

曹昌勇教授

他說，從本質上講，兩全其美。FHPA由硬組分和軟組分組成，圍繞致動氣囊和骨狀彈簧芯的獨特結構組合構建。他認為，它們結合了軟爪的可變形性，適應性和柔順性的優點，同時保持了來自執行器剛度的較大輸出力。”

可能的應用和未來研究

曹昌勇教授說，該原型在水果采摘，自動包裝，醫療，康復和外科手術機器人等行業可能有用。

該團隊希望在未來的研發中有足夠的空間，希望將其先進技術與曹最近在所謂的智能抓手方面的工作相結合，將印刷傳感器集成到抓手材料中。通過將混合機械手與軟臂結合，研究人員旨在更精確地模擬精確的人類動作。

該論文的合著者包括劉曉敏，密蘇里州立大學的學生Shoue Chen，密歇根州立大學的電氣與計算機工程系的譚曉波教授以及北華大學的趙云偉和耿德旭。

這項研究部分由美國農業部-國家糧食與農業研究所（1016788），MSU戰略伙伴基金，中國國家自然科學基金（51275004）和MSU啟動基金資助。