IT之家 10 月 29 日消息，中國科學(xué)技術(shù)大學(xué)將柔性材料與磁性科技結(jié)合，開發(fā)了多孔磁性軟體抓手（PMSG），為機器人抓取帶來了新可能。相關(guān)成果于 8 月底發(fā)表于《先進材料》。
傳統(tǒng)剛性機器人試圖抓取柔弱的生物體時，往往會出現(xiàn)“手太重”的情況。它們的末端抓手雖然強大精準(zhǔn)，但在面對像蒲公英、去殼生蛋等脆弱的目標(biāo)時，硬邦邦的金屬“手指”容易施力過猛，造成不可挽回的損傷。
相比之下，軟體抓手能像章魚爪子一樣輕柔包裹住目標(biāo)，適應(yīng)形狀和大小各異的物體，比如細(xì)小的導(dǎo)線、搖擺的魚。
中國科學(xué)技術(shù)大學(xué)李木軍教授團隊在軟體抓手的基礎(chǔ)上更進一步，開發(fā)了多孔磁性軟體抓手 —— 結(jié)合柔軟與磁性的“超級抓手”。
磁性軟體抓手因其操作靈活、反應(yīng)迅速，并且對生物體安全，特別適合用來精細(xì)處理那些脆弱的生物體。然而，傳統(tǒng)磁性抓手在提升抓取力方面面臨一個挑戰(zhàn)：增加磁粉可以提高抓力，但同時也會使抓手變硬。這種硬度的增加往往導(dǎo)致抓手無法適應(yīng)不同形狀的物體，降低了其適應(yīng)性和抓取效率。
為了解決這一問題，科研人員采用了一種創(chuàng)新的方法：將碳酸氫銨作為造孔劑，與磁性硅膠混合。在加熱過程中，碳酸氫銨分解，形成無數(shù)微小的孔隙，這些孔隙不僅保持了抓手的高磁粉含量，還賦予了其優(yōu)異的柔軟性。
此外，內(nèi)部的孔隙能夠吸收高速抓取時產(chǎn)生的沖擊能量，使得抓手以更輕柔的方式抓取物體，減少了對脆弱物品的損害風(fēng)險。表面的多孔結(jié)構(gòu)還增加了抓手與物體接觸時的摩擦力，進一步提高了抓取的穩(wěn)定性和可靠性。
研究團隊還進一步開發(fā)了可遠(yuǎn)程操作的多孔磁性軟體抓手，克服了傳統(tǒng)磁驅(qū)動抓手對大型電磁場線圈的依賴，更有利于與移動平臺相結(jié)合。所設(shè)計的抓手能夠與移動機器人集成，實現(xiàn)對小雞的溫和抓取與定點移動；還能與無人機集成，可以捕獲水中的小魚，并迅速地將它們進行遠(yuǎn)距離的安全轉(zhuǎn)移。
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https://doi.org/10.1002/adma.202409173
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