UC3M与UPNA开发可旋转软体机器人抓手

UC3M与UPNA研发出可旋转软体机器人抓手。该设计赋予手指三自由度,实现不释放物体即可调整姿态,经多物品测试验证,适用于物流分拣及协作机器人等场景。

2026 年 10 月 4 日

三指独立旋转模块
由研究团队开发的软机器人抓手。图片来源:UC3M

马德里卡洛斯三世大学(UC3M)与纳瓦拉公立大学(UPNA)的研究人员共同开发了一种新型软体机器人抓手。该设计突破了传统软抓手仅能执行“抓取”和“保持”动作的局限,实现了在不释放物体的情况下对物体进行旋转和重新定位。

这项研究的作者包括 UPNA 工程系教授 Carlos Relaño Gibert,以及 UC3M 系统工程和自动化机器人实验室的教授 Concepción A. Monje Micharet、Alberto Rodríguez-Sanz 和 Lisbeth Mena。相关组装及操作演示视频已在 YouTube 平台发布。

突破刚性限制:从“抓住”到“操控”

传统的工业机器人通常由坚固部件构成,虽然精度极高,但在处理脆弱或不规则形状物体时往往显得笨拙。软体机器人技术则采用灵活材料制造,旨在解决这一痛点。

然而,现有的大多数软体抓手功能单一,研究人员形容它们“只知道如何拿起,握住,仅仅如此”。新开发的抓手通过增加自由度解决了这一问题:每个手指拥有三个自由度,除了弯曲外,还能在底部独立旋转。通过协调这些动作,抓手可以在手指间滚动物体并调整其位置。

这种能力类似于人类拿起瓶子后,无需将其放回桌面即可在手中转动以阅读标签。对于机器人而言,实现这种精细的“手内操纵”极具挑战性。该设计的核心优势在于赋予了机器人更高的灵敏度,使其能够在不中断抓握的情况下调整物体姿态。

模块化设计与多场景测试

该抓手采用了模块化设计理念,其三个手指可以单独组装和拆卸。这意味着如果某个手指损坏,只需更换特定部件,而无需替换整个抓手系统,从而降低了维护成本。

实验结果显示,该系统能够保持高度可靠的抓地力。测试对象涵盖了多种形状和材质的物品,包括水瓶、立方体、一包纸巾、指尖陀螺、3D 打印雕像、橡皮鸭、几种玩具、一把螺丝刀以及一个人造头骨模型。

此类技术适用于任何需要调整抓取姿态而无需释放物体的任务场景,例如组装前的部件定位、食品加工、物流分拣或实验室中对脆弱不规则物品的处理。此外,在协作机器人和辅助机器人领域,该技术也具有重要应用价值,因为这些场景要求机器人不断适应环境并与人类安全协同工作。

相关研究成果已发表于期刊《生物灵感和仿生学》(Bioinspiration & Biomimetics),文章标题为《A modular soft gripper with enhanced in-hand manipulation capabilities》,DOI 编号为 10.1088/1748-3190/ae901e。

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