科學(xué)家開發(fā)了一種3D打印的機器人手，只需移動手腕即可在鋼琴上播放簡單的音樂短語。

由英國劍橋大學(xué)的研究人員開發(fā)的機器人手是通過3D打印軟質(zhì)和剛性材料制成的，用于復(fù)制人手中的所有骨骼和韌帶，但不能復(fù)制肌肉或肌腱。

盡管與人手相比，這限制了機器人手的運動范圍，但研究人員發(fā)現(xiàn)依靠手的機械設(shè)計仍然可以實現(xiàn)令人驚訝的寬范圍運動。

使用這種“被動”運動 - 手指不能獨立移動 - 機器人能夠模仿不同風(fēng)格的鋼琴演奏，而不會改變手的材料或機械特性。

發(fā)表在“科學(xué)機器人”雜志上的這些結(jié)果可以幫助設(shè)計能夠以最少的能量使用進行更自然運動的機器人。

動物和機器中的復(fù)雜運動源于大腦(或控制器)，環(huán)境和機械體之間的相互作用。

系統(tǒng)的機械特性和設(shè)計對于智能功能非常重要，并且可以幫助動物和機器以復(fù)雜的方式移動而不會消耗不必要的能量。

“我們可以利用被動來實現(xiàn)機器人的廣泛運動：例如，步行，游泳或飛行，”來自劍橋的Josie Hughes說。

“智能機械設(shè)計使我們能夠以最小的控制成本實現(xiàn)最大范圍的運動：我們希望看到單獨使用機械裝置可以獲得多少運動，”休斯說。

在過去幾年中，由于3D打印技術(shù)的進步，軟組件已經(jīng)開始集成到機器人設(shè)計中，這使得研究人員能夠增加這些被動系統(tǒng)的復(fù)雜性。

人手非常復(fù)雜，在機器人中重現(xiàn)其所有的靈活性和適應(yīng)性是一項巨大的研究挑戰(zhàn)。

今天的大多數(shù)高級機器人都無法完成小孩子可以輕松完成的操作任務(wù)。

“這個項目的基本動機是了解具體的情報，即我們機械體的情報，”領(lǐng)導(dǎo)這項研究的Fumiya Iida說。

“我們的身體由智能機械設(shè)計組成，如骨骼，韌帶和皮膚，即使沒有主動的腦控制，也能幫助我們智能地行動，”Iida說。

通過考慮機械，材料特性，環(huán)境和手腕驅(qū)動如何影響手的動態(tài)模型，機器人被'教'玩。

通過致動手腕，可以選擇手與鋼琴相互作用的方式，從而允許手的具體智能確定它與環(huán)境的相互作用。

研究人員編寫了機器人編程，通過手腕的運動實現(xiàn)了一些短片(斷奏)或平滑(連音)音符。

“這只是當時的基礎(chǔ)知識，但即使采用這種單一動作，我們?nèi)匀豢梢垣@得相當復(fù)雜和細致入微的行為，”休斯說。

盡管機器人手的局限性，研究人員表示他們的方法將推動進一步研究骨骼動力學(xué)的基本原理，以實現(xiàn)復(fù)雜的運動任務(wù)，以及學(xué)習(xí)被動運動系統(tǒng)的局限性。