麻省理工学院研发了一种触觉人形机器人手，像人一样敏感 |CyberDaily

封面：与孩子玩耍的人形机器人，它手拥有绝佳的触觉

CyberDaily：

人们未来可以从人形机器人手掌里获得温暖的感觉

CyberDaily了解到，最近麻省理工学院（MIT）的计算机科学与人工智能实验室（CSAIL）公布了，他们开发的一款新型机器人手掌设计，可能带来过去机器人手掌的改变。这款名为GelPalm的设计，采用了基于凝胶的灵活传感器，模拟了人类手掌柔软且易变形的特性，利用红绿蓝三色LED灯光照射物体并通过相机捕捉反射，从而生成详细的3D表面模型来实现精准的机器人互动。

此外，团队还开发了一种名为ROMEO（RObotic Modular Endoskeleton Optical）的机器人指节，采用了灵活的材料和类似于手掌的传感技术。这些指节具备了所谓的“被动顺应性”，即机器人能够自然调整以适应外力，无需额外的马达或控制。这有助于机器人与物体接触面积的增加，进而完全包裹住物体。通过3D打印技术，这些指节设计作为单一的整体结构生产，是一种成本效益高的生产方式。

GelPalm不仅提高了机器人的灵活性，还为与物体的安全互动带来了有益的改进，这对于潜在应用领域，如人机协作、假肢或具有人类感知能力的生物医用机器人手有着特别的意义。

团队对手掌设计进行了测试。Sandra Q. Liu比较了集成在ROMEO指节中的两种不同照明系统——蓝色LED与白色LED——的触觉感测性能。刘表示：“两种照明系统在将物体按压到凝胶表面时，都能提供相似的高质量3D触觉重建。”

然而最关键的实验是检验不同手掌配置在完全包裹及稳定抓握物体方面的表现。团队实际动手，将塑料形状涂上颜料，然后将他们按压到四种手掌类型：刚性的、结构顺应性的、凝胶顺应性的，以及他们的双重顺应性设计上。刘表示：“从视觉上和通过分析涂抹表面积的接触来看，明显地，结构和材料双重顺应性的手掌相比其他手掌提供了更多的抓握力度。这是一种优雅的方式，最大化了手掌在实现稳定抓握中的作用。”

值得一提的限制之一是，在不使手掌变得笨重或过于复杂的情况下，如何集成足够的传感技术。团队表示，采用基于摄像头的触觉传感器引入了将技术的大小与灵活性方面的问题，目前的技术不容易在不牺牲设计和功能性的情况下实现广泛覆盖。解决这个问题可能需要开发更灵活的材料用于反射镜，以及增强传感器的集成，以保持功能性，不降低实用性。

“这项工作引人注目，因为它引入了一款目的明确、实用的手掌，它结合了关键的两项特性：关节活动与感知，而多数机器人手掌缺少其中之一。人类的手掌既微妙地活动又高度敏感，而这项工作是在这个方向上的相关创新。”

按Sandra所言的：“我希望我们正朝着开发更先进的机器人手迈进，这些手将软硬元素与触觉灵敏度结合在一起，理想情况下在未来五到十年内实现。这是一个复杂的领域，没有关于最佳手设计的明确共识，这使得这项工作尤其令人兴奋。”

通过开发GelPalm和ROMEO指节，团队将专注于模块化和可转移性，鼓励广泛的设计。使这项技术低成本且易于制造，让更多的行业人士能够创新和探索。

参考资料：https://news.mit.edu/2024/robotic-palm-mimics-human-touch-0520

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