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(原题目：MIT开发出带触觉柔性机械手，能天真操作电线等可变形物体)
汹涌新闻记者 张唯 实习生 王�琛
7月14日，麻省理工学院在机械人领域国际会议RSS2020上展示了一对搭载高分辨率触觉传感器的机械手，它们能够天真操作电缆、电线等可变形物体。研究团队称，这是机械人在没有其他机械辅助的情况下实时操作电缆。
论文第一作者麻省理工学院博士后佘宇在接受汹涌新闻(www.thepaper.cn)记者采访时先容，该机械手可以应用于任何涉及绳索操作的场景，好比工厂里的缆绳、电缆自动加工和装配。
“潜在的应用包罗任何含有可变形物体的操作，好比铺床单，穿衣服，叠衣服。”
他透露，下一步研究团队会举行更庞大绳索的自动化操作，也会开展对更庞大的可变形物体的自动化操作，好比衣服和床单。
这项研究由麻省理工学院的计算机科学和人工智能实验室(CSAIL)与机械工程系互助完成。
双“手”配合插耳机线
对于机械人来说，实时操作诸如电缆、金属丝之类的可变形柔性物体是难题的。由于这些柔性物体的形状会随着滑动而发生动态转变。而机械人的“手指”必须不停感应并调整物体的位置和运动。
通常，机械人操作电缆需要在有机械约束的条件下举行，即通过把绳子放置在桌上等方式，形成准静态结构，降低电缆的自由度后，机械人再举行操作。
而佘宇所在团队的目的是在没有机械约束的条件下实时操作电缆。
他们在公然视频中演示了这对机械手插耳机线的历程：“左手”轻轻夹住耳机线的尾部，“右手”夹住耳机线一侧并举行滑动，在感知到插孔时住手并调整姿势，让耳机线插头瞄准孔位。此时“左手”手指配合松开耳机线，“右手”随之将耳机插头插入插孔。
视频显示，面临操作历程中人为造成的外力滋扰，机械手做出了实时调整。
佘宇先容，研究团队连系了机械设计、触觉传感和控制器设计三个领域来开发这款机械手。而的亮点在于，其中每一个详细研究偏向都不是稀奇庞大，“然则他们连系在一起能够解决异常庞大的问题”。
隐藏在“指尖”的触觉传感器
在佘宇看来，若何有机地融合机械设计、触觉传感和控制器设计这三个相对自力的领域系统也是整个设计历程中最难题的。因此，团队在设计的每一步历程中都不停连系、思量三个领域。好比，在最初举行机械设计的时，他们就会思量后续的传感和控制设计问题。
在机械设计方面，该款机械手主要由一对夹具状的两指抓爪和机械臂组成。两只具有力和位置控制功效的抓爪位置相对，并能够迅速移动。这对抓爪被安装在机械臂上，机械臂也能够移动。
机械手系统
实现机械手实时跟踪并操作电缆需要知足多种条件。首先，机械手需控制抓握力以实现电缆在抓爪中平稳滑动;其次，机械手需要控制其“抓握姿势”以防止电缆从抓爪的“指间”掉落。研究团队通过触觉传感和控制器设计来解决这些问题。
佘宇先容，传统触觉传感器的反馈信息异常有限，很难获取接触物体的姿态信息。因此，研究团队在抓爪的“指尖”安装了内置摄像头的“Gelsight”触觉传感器。这种内置摄像头的触觉传感器在事情历程中提供了“异常高维”的反馈信号，包罗接触物体的位置和姿态信息。
他示意，虽然最近也有一些机械手使用了基于相机的触觉传感器，“然则他们的控制带宽异常低，做不到实时控制”，而MIT这款机械手是专门定制的，能够有用做到实时反馈。
凭据传感器的信息，研究团队设计了同时运作的两个控制器，使机械手能够灵巧操作可变形的物体。一个为电缆夹具控制器，用于调治抓力，使电缆能够在抓爪中平稳滑动。另一控制器为电缆姿势控制器，该控制器能够保持电缆居于抓爪“手指”的中央。
机械手操作电缆
基于触觉传感与控制器设计，当抓爪被安装在机械臂上时，能够从最初随机抓握的位置最先，像人类一样用“双手”移动电缆，找到电缆的末尾。该感知和控制系统还能够应用于控制其他差别质料、差别刚度和直径的电缆，也适用于差别的电缆跟踪与操作速率。
未来想实验电缆布线
佘宇先容，这款机械手可以应用于任何含有绳索操作的场景，好比工厂里的缆绳或电缆的自动加工和装配。潜在的应用包罗含有任何可变形物体的操作，好比铺床单、穿衣服、叠衣服等。
他示意，操作可变形物体如电缆、布料等在我们的一样平常生涯中异常普遍，团队希望机械人能辅助人类完成这类事情，尤其是在事情内容重复乏味或不安全的情况下。
现在，这款机械手还没有投入实际使用，佘宇说，如果有合适的机遇，团队希望能够和企业互助推广这款机械手。
研究团队指出，这款机械手另有改善空间。他们希望能够进一步改善传感器的形状以提高整体性能。触觉信号的频率也有待进一步提高。
此外，现在机械手的尺寸还没有到达理想状态，佘宇和他的团队设计进一步缩小机械手的尺寸来执行加倍天真的义务。
未来，研究团队设计对更庞大的绳索自动化操作举行研究，例如电缆布线和通过障碍物插入电缆等，也会探索更庞大的可变形物体的自动化操作。