來源：科技日報 文中視頻及圖片均來自《自然·通訊》
轉載：直觀學機械
要力氣時可以捏扁罐頭，要精細時可以拿起小鑷子，擁有這般“男友力”的其實是一支機械手。
據英國《自然·通訊》雜志14日發表的一項研究，韓國科學家團隊報告了一種集成了響應式運動、傳感并擁有高度靈活性所需所有組件的機械手。這種機械手可以安裝到現有商業機械手臂上，執行從抓握雞蛋到使用剪刀和鑷子等各種各樣的任務。
人體全部206塊骨骼中，有54塊在手上，相當于骨骼總數的四分之一，而驅動這些骨骼的手部肌肉結構也極其復雜。正因如此，人類手的運動看似平常，卻涉及相當高的靈巧水平，從精細物體的抓取到繁復工具的操作，人手能執行多種任務。而解釋人手極其復雜的功能，迄今為止仍然是一個尚未解決的挑戰。
機器人的手與人類的手有著相似的功能，因此在執行任務時也可以具有很高的靈活性。實際應用中，機械手有執行跨度很大的任務的潛力。但是，開發沒有額外驅動部件使之移動，并保持高度靈活性或以適當力量抓取的能力的機械手，是一個巨大挑戰。
“ILDA”概覽圖。
韓國亞洲大學科學家團隊此次開發的這種靈活的機械手，稱為“ILDA”（集成連接驅動的靈活擬人）。這只手由20個關節組成，允許15度自由移動，指尖力34牛頓，總重不到1.1公斤，體積小巧（218毫米），有觸覺傳感能力。
研究人員表示，“ILDA”的所有組件都集成到了手上，這意味著它可以無須額外部件（如前臂）就能連接到現有的機械臂上。而一系列實驗表明，這只手可以拿起各種形狀的物體，強力抓握可壓扁罐頭，或精細抓握住一個雞蛋。這只手還可以用剪刀裁紙以及用鑷子拿起小物體。
機械手指運動結構。
輕輕拿起一顆雞蛋，既不會用力過度捏爆它，也不會力道過輕把它摔地上，對人類來說是與生俱來的本領，對機器人來說卻是個大挑戰。“ILDA”成功做到了這一點，表明該機械手在觸覺傳感、反饋機制、精細操作等方面有了巨大進步。
ILDA手的各種動作。來源：Kimet al.
我們常說機器“笨拙”，就是因為機器手干不了太過精細的活。你可以給它們設定程序，讓它們寫字畫畫，但自如抓握，控制力道，依然還是欠點火候。人手是精妙的工具，因為它有復雜的結構。從手臂到手肘到手掌再到手指，骨頭，肌肉，肌腱，互相關聯，彼此協作。要把這一切搬到機器手上可就太難了——體積不能太大，傳感器得足夠多，結構也要夠靈活……心有猛虎，細嗅薔薇，說來容易，讓機器辦到，則是對人類的一大考驗。不過，現在看來，人類又完成了一項挑戰。
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