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科学家以象鼻为灵感开发软式夹具

澳洲新南威尔斯大学(UNSW Sydney)科学家研发出一款新的软式夹具,能模拟象鼻抓取物件的方式,拾取各种不同形状大小的物件,并且不会损坏物件。科学家表示这项技术将可应用在农业、食品、资源探索等需处理脆弱物件的部门,甚至能在救援行动时提供协助。

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灵活的象鼻给了科学家开发软式夹具的灵感。法新社

据The Robot Report报导,目前许多软式夹具都是以爪子或人类手部结构作为设计的基础,但这样的夹具并不适合使用在形状特殊或是笨重的物件,也因为受限于夹爪开口幅度,无法抓起过大或过小的物件。此外,由于缺乏感觉回馈与硬度适应机制,许多软式夹具并无法拾取较脆弱的物件,或是在密闭环境中作业。

为了解决软式夹具的问题,科学家开始从自然界寻找灵感。不论是大象、蟒蛇或是章鱼,都能利用身体柔软的连续体结构圈住物件,并藉此增加抓取的接触力与稳定度。科学家表示,这些动物的抓取动作,结合了高度敏感的器官、触觉与数千条肌肉的力量。象是大象鼻子的肌肉数量,就高达4万条。

UNSW Sydney研发的软式夹具使用了更强大的实时力量传感器,敏感度是传统装置的15倍,因此能避免夹具用力过当损坏物件。

此外,这款夹具能透过热启动机制改变软硬度,如此一来便能适应各种形状、重量的物件,且由软到硬所需的时间不到半分钟。测试发现,一个重仅8.2公克的夹具原型,能够举起1.5公斤重的物件,相当于夹具本身重量的220倍。另一个长13公分的夹具原型,则能环绕住直径30公厘的物件。

由于研究团队打造夹具的方法十分简单且容易规模化,因此未来将能以多种不同尺寸的形式推出。

研究团队也在尝试将夹具与触觉回馈手套技术结合,如此用户从远程操作夹具的同时,也能体验物件的触感。

研究团队预计一旦找到了产业合作对象,便能在12到16月内将夹具推出上市。

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