根據外媒ZDNet報道，近期，新加坡國立大學(NUS)的工程師打造了一個新的機器人系統，他們說該系統可以抓取各種物體，從各種柔軟的、精致的物體再到笨重的物體均可從容拿起。該機器人手指的設計是可配置的模塊化設計，該團隊表示將來“它”能滿足垂直農業、食品裝配和快速消費品包裝等行業的需求，並且還能提升至少23%的效率。

新加坡國立大學表示，雖然當下這些行業越來越多地實現了更多的自動化操作，但目前在一些過程中需要人工處理，人手的自然靈巧對于這些任務來說仍然是必要的。

新加坡國立大學高級機器人中心和生物醫學工程系的副教授Rave Yeow說到：”一個物體的形狀、質地、重量和大小會影響我們選擇如何抓握它們，這是許多行業仍然嚴重依賴人類勞動來包裝和處理精致物品的主要原因之一”。

爲了解決這個問題，新加坡國立大學的團隊利用3D打印技術打印類人手指，這些柔軟而靈活的手指，由空氣驅動的，並配備了一個鎖定機制，可以調整僵硬程度，並將三個或四個3D打印的手指裝配在一個可重新配置的底座上，從而構建一個抓取能力更強、活動更靈活的類人機器人手指系統。

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據悉，該機器人手指系統還由計算機視覺和深度學習技術指導，因此它還能自主識別物體的類型並確定其方向，然後還能自動決定如何以最佳方式抓取和放置物體，以減少對大量人工幹預的需求。

“領導該項目的Yeow說：”我們的混合機器人抓手技術通過提供先進的功能，使機器人能夠安全地與各種形狀、大小和硬度的物品更精確深入的互動，從而徹底改變了傳統的拾取和放置任務。

這款類人手指能幹什麽？

據新加坡國立大學稱，該抓手系統可 “按需 “配置，並可配備三種抓手選項，以滿足不同的用途。

例如，GourmetGrip適用于細小的任務，如處理精致的小食品（草莓、櫻桃等）或容易損壞的産品，包括豆腐，並將它們包裝到外賣盒中。這個選項被描述爲 “軟手模式”，可以支持不同的抓握方式，並在各種空間限制下操作。

新加坡國立大學研究團隊透露，安裝在一個工業機器人手臂上，GourmetGrip可以以與人相當的速度抓取和放置食品，並且24小時保持一致。該團隊還補充說到：“與其他商業化的抓取器相比，該系統模式的抓取效率提高了23%，抓取物品的速度和精度更高。目前，GourmetGrip能夠抓取50多種食品，包括布丁、切片蛋糕和水果。”

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另一個抓取器選項，通用軟抓取器（UnisoGrip）適用于處理裝配線上的包裝貨物，特別是當這些産品處于被裝入箱子進行運輸的最後階段。新加坡國立大學研究團隊說，這個選項在任務應用方面預計是最靈活的，它的抓取範圍可以大大擴展。與GourmetGrip相比，該系統更大，可處理寬度達30厘米、重量達3公斤的物品。

UnisoGrip 還擁有可旋轉的柔軟抓手，適合抓取精致的産品，還有一個真空吸盤，使該系統能夠在更狹小的空間或尴尬的項目中穿梭，如手提箱的角落。到目前爲止，它可以抓取30多種消費品，包括咖啡粉包、可補充的洗滌劑包和瓶裝飲料。

另外，新加坡國立大學透露，客戶還可以在GourmetGrip和UnisoGrip的基礎上建立一個抓取系統，並根據他們的業務要求和空間限制進行完全定制。事實上，團隊目前已爲新加坡生産米粉的制造商People Bee Hoon Factory定制了一套系統，該系統將爲將米粉包裝到紙箱進行優化。

People Bee Hoon Factor的主管Desmond Goh說。”我們現有的大部分員工都是成熟的工人，所以我們尋求挖掘新技術，以減輕現有員工的工作量，同時提高他們的生産力。我們選擇這項技術是因爲它能夠滿足我們的目的，並爲我們所需的不同部署提供靈活性。”

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新加坡國立大學的工程師們，通過他們的創業公司RoPlus（RO+是由新加坡國立大學研究生研究創新計劃資助的，該計劃爲大學的學術人員和研究人員創辦的初創企業提供種子資金。該團隊包括研究人員Low Jin Huat、Khin Phone May和Chen Chao-Yu，以及本科生Han Qian Qian。），現在正尋求將産品商業化（新加坡國立大學還將提供包括抓取器、機械臂、計算機視覺功能和傳送系統在內的完整産品）。

他們正在向潛在的商業夥伴提供實施機器人系統的各種選擇，要麽與機器人手臂捆綁，要麽單獨出售給已經擁有自己的商業機器人手臂的客戶，然後可以將其安裝到抓取系統。例如新加坡國立大學的工程師們目前正在使用機器學習和一個在線圖書館來訓練該系統，努力擴大該系統識別更多物品的能力，以便更好尋求商業化機會。目前，推動該機械手系統的研究已得到了新加坡國家機器人計劃和科技研究局的支持。

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工業機器人手指改造進行時

其實，工業機器人手指改造並不是什麽新鮮事，除了本次新加坡國立大學將目光鎖定在工業機器人手指上外，還有許多機構與企業均在這個方向上發力。

例如2020年哥倫比亞工程公司的研究人員就宣布，他們推出了一種新型的具有觸摸感的機械手指，這些手指可以在很大面積、多曲線的表面上以極高的精度（<1毫米）來定位觸摸，這與人類的手指已經非常相似。

具體來說，研究人員使用來自嵌入在覆蓋手指功能區域的透明波導層中的光發射器和接收器的重疊信號，通過測量每個發射器和接收器之間的光傳輸，收集手指由于觸摸變形而發生變化的信息，然後通過深度學習模型從數據中提取有用的信息，包括接觸位置和施加的力，從而實現了易于使用、易于制造、完全集成的、具有傳感功能的機器人手指制造。

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據悉，在哥倫比亞工程公司的實驗室中，研究人員用這些手指設備（一只手有三個手指，另一只手有四個手指）已經能夠牢牢抓握和精准操縱物體。

無獨有偶，2021年，北京航空航天大學的一個研究團隊也開發了一種新的觸覺傳感技術，能夠讓機器人擁有像人一樣的觸覺，感受到物體表面的紋理是什麽樣的，還能感受到物體有多硬。據悉，該研究團隊對他們創建的原型系統進行了一系列測試評估測試中發現，該系統在物體紋理和剛度識別方面分別達到了 100% 和 99.7% 的准確率。

北航機器人手指具備觸覺的秘密在于嵌入機器人肌腱上的傳感器。Chang Cheng 說，“現有的關于神經支配仿生手指的研究大多都在指間表面安裝傳感器，雖然這些研究取得了不錯的結果，但它們需要指尖傳感器和物體進行精確的接觸，這在實踐中往往無法獲得保證。而我們的研究的關鍵又是在于傳感單元位于肌腱上，因此手指上任何地方的接觸都能産生特征信號輸出，並可以用來推斷觸覺信息。”

從新加坡國立大學到哥倫比亞工程公司，再到北京航空航天大學，機器人手指爲何受到如此多科研機構的寵愛？原因很簡單，哥倫比亞工程公司的研究人員Ciocarlie表示：“在制造和物流等領域，現在需要機器人的操縱，從長遠來看，它同時也是在其他領域（例如醫療保健或服務領域）啓用個人機器人幫助所需要的技術之一。”