机器人

机器人学习掌握摩擦

北卡罗来纳州立大学(North Carolina State University)的研究人员发现了一条新的物理定律,该定律解释了机器人如何抓住物体,尤其是蜘蛛网。

由马特·希普曼 5月4日,2021年
Courtesy: Chris Vavra, CFE Media and Technology

尽管从装配线到医学的一切中使用了机器人设备,但工程师对这些机器人握持物体时的摩擦力困难地占摩擦 - 特别是在潮湿的环境中。北卡罗来纳州的研究人员现在已经发现了一个占这种摩擦的新的物理法,这可能推进许多机器人技术。

“我们在这里打开了在北卡罗来纳州立大学的化学和生物分子工程助理教授的助理教授Lilian Hsiao表示,在这里开辟了门口,以便在诸如Telesurgery和Making等应用中,李连Hsiao表示,北卡罗来纳州立大学化学和生物分子工程助理教授工作。

在问题上是称为弹性流动动力润滑(EHL)摩擦的东西,这是当两个固体表面与它们之间的薄层接触时发生的摩擦。这将包括当您将指尖擦拭时发生的摩擦,流体是皮肤上天然出现的薄层。但它也可以应用于抬起已经涂有油的物体或用于在人体内使用的手术装置的机器人爪。

一个原因摩擦很重要,是因为它有助于我们在没有丢弃它们的情况下保持东西。

“了解摩擦对人类直观 - 即使我们正在处理肥皂菜,”Hsiao说。“但是当在制定控制机器人的掌握能力的材料时,非常困难地造成EHL摩擦。”

开发有助于控制EHL摩擦的材料,工程师需要一个框架,可以均匀地应用于各种图案,材料和动态操作条件。这正是研究人员发现的。

“这项法律可用于考虑EHL摩擦,并且可以应用于许多不同的软系统 - 只要物体的表面被图案化,”Hsioo表示。

在这种情况下,表面图案可以是从我们手指尖端的略微凸起的表面到机器人工具表面的凹槽中的任何东西。

Hsiao和她的研究生云湖彭联合开发的物理原则,利用四个方程来占理解EHL摩擦的所有物理力量。在论文中,研究小组在三个系统中展示了法律:人类手指;生物启发的机器人指尖;和一个名为摩擦流变仪的工具,用于测量摩擦力。彭是本文的第一作者。

Hsiao说:“这些结果对于拥有更精细控制的可靠制造过程的机械手非常有用。”“它在远程外科领域有明显的应用,外科医生可以远程控制机器人设备进行外科手术。我们认为这是理解触摸和控制合成系统触摸的根本进步。”

- 由Chris Vavra,Web Content Manager编辑,控制工程,CFE媒体和技术,cvavra@cfemedia.com.


哑光船员
作者简介:Matt Shipman,北卡罗来纳州立大学研究通讯领导