科大在软体机器人领域取得重要进展

2021年04月15日

中国科大在软体机器人领域取得重要进展

近期，我校计算机学院陈小平教授团队在机器人领域知名期刊《The International Journal of Robotics Research》(IJRR)在线发表了题为“Hierarchical Control of Soft Manipulators towards Unstructured Interactions”的研究论文。

陈小平研究团队突破了刚性机械手臂的局限性，利用软体机器人手臂解决了不确定性场景中机器人的操纵问题。从人执行操纵任务的行为方式中汲取灵感，利用软体机器人手臂本质柔顺性，展示出了一种全新的机器人与环境交互的范式，使得用软体手臂可以像人类一样轻松完成生活中各种任务，不需要提前对环境进行精确建模，也不需要力传感器精确的感知环境接触力。甚至在执行任务过程中被人为“捣乱”也不影响完成任务。

图为软体机器人手臂打开抽屉

目前大多数软体机器人（如柔性手爪、水下软体机器人、软体手术机器人）使用比较软的柔性材料作为主体，比如硅胶。这类软体机器人通过压缩流体、记忆合金等方式驱动柔性材料形变从而产生机器人的运动。这种机器人受限于材料特性，很难做到大负载。象鼻是自然界中即柔顺灵活又很有力气的软体器官。针对上述问题，研究团队于2013年提出了一种蜂巢气动网络结构（Honeycomb Pneumatic Networks），并基于这种结构设计制备了像象鼻一样兼具灵活度和大负载能力的软体手臂。“蜂巢气动网络软手臂”由于具有本质柔顺性和连续变形特性，在智能制造、医疗康复、家庭服务等领域有巨大的研究价值和广泛的应用前景。
我校计算机学院博士研究生姜皓为该论文的第一作者，陈小平教授为本文的通讯作者。该项研究受到了国家自然科学基金、教育部博士点基金、科大方向项目基金的资助。
论文链接：https://doi.org/10.1177/0278364920979367

（计算机科学与技术学院、科研部）

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