導讀：長期以來，機械手臂一直在努力達到與人類手部相媲美的靈活性和多功能性。雖然傳統(tǒng)的工業(yè)機器人依靠簡單的夾具或吸盤來完成操作任務，但這些方案在精細和敏感地處理各種物體方面表現(xiàn)不佳。

為了彌補這一差距，蘇黎世聯(lián)邦理工學院和南洋理工大學的研究團隊開發(fā)了一種新的解決方案：一種用于機器人手的傳感軟皮膚。這種技術旨在賦予機器人手類似于人類手的觸覺感知能力。

仿生肌腱驅(qū)動手配備滾動接觸關節(jié)，圖片來自：蘇黎世聯(lián)邦理工學院/新加坡南洋理工大學

研究團隊開發(fā)的機器人手裝配了3D打印的皮膚和觸覺傳感器，具備仿生肌腱驅(qū)動和滾動接觸關節(jié)。這種復雜的結構和內(nèi)置的觸覺傳感器使得人類手具有感知和操縱物體的非凡能力。雖然機器人在利用視覺反饋模仿類人操作技能方面已取得了長足的進步，但觸覺感知被認為是進一步增強機器人能力的關鍵。

傳統(tǒng)的機器人夾具通常缺乏處理精細物體所需的復雜結構和柔軟特性。為了克服這一限制，研究團隊專注于開發(fā)一種可以包裹機器人手的柔軟皮膚，這不僅提供關節(jié)保護，還通過增加接觸面積來改善抓握力。

研究團隊利用多材料3D打印和折紙啟發(fā)的設計，制作出既靈活又耐用的復雜皮膚幾何形狀原型。通過硅膠鑄造最終的皮膚設計，確保了機器人手的表面既光滑又堅固。

3D打印的折紙皮膚，圖片來自：蘇黎世聯(lián)邦理工學院/新加坡南洋理工大學

該項目的核心是將壓阻式壓力傳感器集成到軟皮中，這些傳感器戰(zhàn)略性地放置在機器人手的關鍵接觸區(qū)域，能夠檢測物體的抓握情況并評估抓握強度。這種傳感反饋系統(tǒng)模仿人手的本體感知能力，使機器人手能夠更有效地與其環(huán)境互動。

為了評估其解決方案的有效性，研究團隊進行了一系列動態(tài)和靜態(tài)測試。結果顯示，與傳統(tǒng)設置相比，配備傳感軟皮膚的機器人手的運動范圍和握力顯著提升。

用于機器人手的傳感軟皮膚的開發(fā)標志著機器人技術領域的重大進步。這不僅增強了機器人操作的靈活性和多功能性，而且還為從制造到醫(yī)療保健等多個領域的更復雜的人機交互開辟了新的可能性。

導讀：長期以來，機械手臂一直在努力達到與人類手部相媲美的靈活性和多功能性。雖然傳統(tǒng)的工業(yè)機器人依靠簡單的夾具或吸盤來完成操作任務，但這些方案在精細和敏感地處理各種物體方面表現(xiàn)不佳。

為了彌補這一差距，蘇黎世聯(lián)邦理工學院和南洋理工大學的研究團隊開發(fā)了一種新的解決方案：一種用于機器人手的傳感軟皮膚。這種技術旨在賦予機器人手類似于人類手的觸覺感知能力。

仿生肌腱驅(qū)動手配備滾動接觸關節(jié)，圖片來自：蘇黎世聯(lián)邦理工學院/新加坡南洋理工大學

研究團隊開發(fā)的機器人手裝配了3D打印的皮膚和觸覺傳感器，具備仿生肌腱驅(qū)動和滾動接觸關節(jié)。這種復雜的結構和內(nèi)置的觸覺傳感器使得人類手具有感知和操縱物體的非凡能力。雖然機器人在利用視覺反饋模仿類人操作技能方面已取得了長足的進步，但觸覺感知被認為是進一步增強機器人能力的關鍵。

傳統(tǒng)的機器人夾具通常缺乏處理精細物體所需的復雜結構和柔軟特性。為了克服這一限制，研究團隊專注于開發(fā)一種可以包裹機器人手的柔軟皮膚，這不僅提供關節(jié)保護，還通過增加接觸面積來改善抓握力。

研究團隊利用多材料3D打印和折紙啟發(fā)的設計，制作出既靈活又耐用的復雜皮膚幾何形狀原型。通過硅膠鑄造最終的皮膚設計，確保了機器人手的表面既光滑又堅固。

3D打印的折紙皮膚，圖片來自：蘇黎世聯(lián)邦理工學院/新加坡南洋理工大學

該項目的核心是將壓阻式壓力傳感器集成到軟皮中，這些傳感器戰(zhàn)略性地放置在機器人手的關鍵接觸區(qū)域，能夠檢測物體的抓握情況并評估抓握強度。這種傳感反饋系統(tǒng)模仿人手的本體感知能力，使機器人手能夠更有效地與其環(huán)境互動。

為了評估其解決方案的有效性，研究團隊進行了一系列動態(tài)和靜態(tài)測試。結果顯示，與傳統(tǒng)設置相比，配備傳感軟皮膚的機器人手的運動范圍和握力顯著提升。

用于機器人手的傳感軟皮膚的開發(fā)標志著機器人技術領域的重大進步。這不僅增強了機器人操作的靈活性和多功能性，而且還為從制造到醫(yī)療保健等多個領域的更復雜的人機交互開辟了新的可能性。