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[Nov 04, 2010]應用科學: 哆啦A夢的手好用多多

編輯 tslim 報導 (http://www.sciscape.org/editors.php?aid=tslim#tslim)

人類高度文明的發展,除了歸功於聰明的大腦外,還有我們特有的靈巧的手指,可以幫助我們執行頭腦想出來的主意。因此,科學家在設計機器人時,總是會複製這樣的模式,除了著重在高效的運算核心外,還會花很多心思在手指的設計及操控上。但是美國University of Chicago in Illinos的科學家跳出了這個窠臼,他們製造了一款沒有手指卻可以做很多事情的機器手,包括倒茶、畫畫等。

University of Chicago in Illinos的Eric Brown表示,雖然手指讓人類可以做很多事,但是手指在機器人的身上卻反而是一個大的負擔,因為要用電腦完美的操控二十多個關節實在不事件容易的事。握東西的時候,如果握太緊,常常會把東西握壞,如果握得不夠緊,又容易脫落,因此Brown及同僚們使用不同的方法來設計機器人的手。在發表在2010年11月2日的Proceedings of the National Academy of Sciences的工作中,他們使用裝滿咖啡豆或是小玻璃球的橡皮袋來充當機器人的手。當橡皮袋接觸物體時,有個小管會把袋中的空氣吸走,使皮袋膠變形並依照物體的形狀貼附在物體上。雖然變形的程度很小,大約只有1%,但根據研究人員的測試,已經足夠抓取很多物體了。Brown就強調,這樣就會很好控制,不需要去控制惱人的關節了。

這樣的機器手對拿取硬的、乾的以及幾何形狀複雜的東西非常在行,例如螺絲起子、瓶蓋、閃光燈燈泡、叉子、筆等等。可是對於像塑膠盤這種平的東西以及像棉球這種多孔的物體就無法拿取了。另外,也無法拿取太大或太重的物體。不過根據研究團隊的測試,這種機器手的最有利的地方就在於它的多功能性,只要東西不要太大,它幾乎可以拿起任何形狀的物體,然後再把物體拋出去。

Yale University的物理學家Corey O'Hern表示,科學家尋找通用的抓取方法已經好幾十年了,使用裝著顆粒的袋子的方法也不是新的想法,但是這個工作卻是第一個針對著個點子做測試並做定量的量測。他強調,從量測的數據顯示,這個方法似乎是一個比較好的方法。

Brown表示,斷臂者或許可以從這個技術中得到幫助。有一個可以握叉子或是可以刷信用卡的手臂或許對生活品質的改善很有幫助。由於不需要去控制那麼多的手指,這種方法會比目前市面上的輔助手臂還要好控制多了。

參考來源:
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