在2025世界人工智能大会(WAIC)上,复旦大学智能机器人与先进制造创新学院智能机器人研究院教授甘中学团队自主研发的多源仿生3D打印柔性灵巧手亮相镇馆之宝-“WAIC里机器人技能大舞台”中央展区。
灵巧手是一种能够模拟人手复杂动作和精细操作的机器人末端执行器,广泛应用于服务机器人、医疗、工业装配和辅助残障等领域。
这款多源仿生灵巧手的手指与外壳采用防水的变温柔性材料,通过3D打印技术一体成型。这不仅赋予它类生物组织的柔软与弹性,更让它拥有遇热变色的“超能力”,可以提醒用户“热手”与“冷手”的风险。
这款灵巧手的手指能够灵活左右摆动,可单手握持三个物体,自由度远超传统刚性机械手甚至人手。在需要稳定性的任务中,灵巧手同样表现出色。如打开抽屉时,机械臂主体无需大幅前后移动,仅凭灵巧手的协调动作即可完成,保持整体姿态平稳。
多源仿生3D打印柔性灵巧手。图片由复旦大学提供
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灵巧手的拇指到无名指为仿人手结构,采用柔性关节与绳索欠驱动方式,具有轻质、柔软、灵巧的操作能力。小指则仿章鱼触手结构,能够对多种物体灵巧、连续弯曲包络,同时指尖内嵌入了微型内窥镜,在黑暗狭窄的缝隙中也能“看清”目标,进行精准抓取。
此外,大拇指可完成180度旋转,绕至手背侧与“章鱼手”结构形成协同动作。食指与中指由单电机驱动,实现耦合的双向侧摆与抓取动作,无论是需要细腻操作的精密物件还是需要稳固握持的重物,都能轻松应对。
从成本来看,多源仿生3D打印柔性灵巧手的单根手指本控制在1元以内,整只手成本在千元级。同时,这款灵巧手仅配置6个电机,且所有电机都集成在手部,大幅降低了更换难度和成本,用户在家也可完成自主更换。
得益于其标准化设计和高度集成,这款灵巧手可灵活适配多类型人形机器人、机械臂,在家政辅助、医疗康复、实验室辅助、特殊环境任务等多个领域都有着广阔应用前景。
值得一提的是,该项目从构想到样机落地仅耗时三个月,实现了材料、结构、控制三位一体的突破。“这只是开始,希望灵巧手不仅服务于实验室,还能真正落地到千家万户。”复旦大学智能机器人与先进制造创新学院智能机器人研究院人型项目总工程师刘力政表示,团队将持续优化传感与算法系统,进一步提高灵巧手在动态环境下的精细操作能力,探索更多智能感知与人机协作的新可能。
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