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创新的机器人手指有望为人们带来辅助生活假肢

2022年10月19日

没有什么比您的伴侣的手的舒适挤压更像。但是机器人的手？也许有点不同。

现在，西蒙·弗雷泽大学机电一体化专业的毕业生设计了3D打印的仿人机器人“手指”，模仿了人手的力量和柔韧性对于行动不便或肢体有差异的人，配备这些灵活手指的机器人可以证明是重要的伴侣或独立生活的工具。

“在这个称为软机器人的领域，我们从自然界中汲取灵感来创造材料Manpreet Kaur说：为可以与人类安全互动的机器人。”

他开发了3D打印的类人手指作为她最近的博士学位的一部分。论文由机电系统工程教授Woo Soo Kim指导。Kaur在四月份成功捍卫了她的论文之后，于本周毕业。

如今，市售的机器人通常由坚硬的材料制成，如果使用不当，它们可能会划伤或刺伤其操作员，或者使其不舒服地与之交互。相反，构成所谓的软机器人的许多材料可能太软而无法承受负荷，并且在常规使用和人与人之间容易被刺破。

Kaur解释说：“我们需要一种既可以利用这些软质材料的柔韧性和柔韧性，又要足够坚固耐用的材料来完成不同的任务。”

机器人制造商和研究人员试图创造出结合个人机器人的耐用性和柔软机器人的柔韧性的机器人个人助手和仿生肢体或假肢。

为了应对这一挑战，Kaur设计了一种新的机器人机身，它可能具有合适的触感。

在SFU的增材制造实验室中，Kaur开发了轻巧的3D打印聚合物，该聚合物具有独特的桁架设计，可以“调整”到不同的刚度，从软，橡胶到硬和金属。

Kim表示：“使用3-D打印的美在于，它使我们能够高效地制造手指。”领导可持续的3-D打印材料开发的Kim表示，随着Kaur的加入，他的实验室将进一步开发该技术即将毕业。

“该过程易于扩展。而且，3-D打印可以在制造过程中使用浪费更少且更具可持续性的材料。”

当3-D打印机操纵手指时，Kaur嵌入了传感器来检测压力和张力，模仿了人类感知手部挤压的能力。

该材料具有柔韧性，可以像人的手指一样移动，但也具有吸收冲击和振动的性能，适用于其所包含的电子组件。

然后，Kaur和Kim通过创建一个机器人抓手来测试机器人手指技术，该抓手能够熟练地处理诸如灯笼椒，西红柿之类的柔软物体，而不会损坏或刺破物体。

该技术可以在新型假肢和类人机器人中应用，这些假肢既足够耐用，可以日常使用，又足够柔软，可以完成微妙的任务。

预计该研究将在今年夏天发表，而该团队正在等待有关其已申请专利的新闻。考尔还将与其他研究人员合作，通过她的创新创造出机器人假肢。

“看到我的结果被这样的应用程序使用，对我来说非常有意义，” Kaur说。“这项研究非常令人兴奋，我期待看到它如何使机器人安全并为他人所用。”