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AI驱动仿生机械手无需复杂编程即可模拟人类抓握

科学家们开发出了一款名为ADAPT Hand的机械手,能够以93%的成功率拾取24种不同物体,其人类般的抓握动作无需复杂编程,而是通过分布于手部的柔顺材料和结构自发产生。这一突破代表了仿生机器人领域的重要进展,系统通过材料科学而不仅仅依赖算法,学会复制人类能力。
AI驱动仿生机械手无需复杂编程即可模拟人类抓握

来自瑞士洛桑联邦理工学院(EPFL)计算机器人设计与制造(CREATE)实验室的研究人员,在仿生机器人领域取得了重大突破。他们研发的ADAPT Hand(自适应灵巧仿人可编程刚度机械手),无需精确的环境信息或复杂编程,即可实现类似人类的灵巧抓握。

由Kai Junge和Josie Hughes主导开发的ADAPT Hand,在实验测试中以高达93%的成功率,成功拾取了24种不同的物体。此次成就的特别之处在于,机械手的动作是通过其柔顺材料与被操控物体之间的相互作用自发产生的,而非依赖明确的编程指令。

“人类在抓握物体时其实并不需要太多外部信息,我们认为这是因为在物体与人手之间存在柔顺(或称软性)交互。”Junge解释道。相关研究成果已于2025年5月13日发表在《自然通讯工程》期刊上。

与传统机械手每个关节都需配备电机不同,ADAPT Hand仅用12个电机驱动20个关节,其余的机械控制则依靠弹簧和可调刚度的硅胶“皮肤”实现。机械手只需通过四种通用动作即可完成物体的提起,进一步的适应无需额外编程——这在机器人领域被称为“开环”控制。

机械手在皮肤、手指和手腕等部位的分布式柔顺性,使其能够根据物体的几何形状自组织抓握方式,自动展现出不同类型的抓握动作。与人类抓握模式对比,ADAPT Hand的抓握方式与自然人手的相似度高达68%。

这种方法弥合了人工系统与生物系统之间的差距,有望彻底改变假肢、医疗机器人和工业自动化等领域。通过材料而非复杂算法仿生人手的生物力学特性,ADAPT Hand展示了机器人如何与物理世界实现更自然的交互,这对于下一代辅助技术至关重要。

Source: Sciencedaily

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