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触嗅一体机械手:废墟中精准识别生命信号
http://www.CRNTT.com   2022-02-09 17:53:15


 

  面对灾害环境,团队既要考虑机械手的耐用性也要考虑其作业速度,为此团队选择了触嗅一体、联合识别的道路。相较于美国麻省理工学院发表于《自然》的包含548个传感器的单一触觉感知研究,团队通过融合70个触觉传感器、6个嗅觉传感器,就达到了更理想的识别效果。采集信号的传感器少了,通道数少了,后面的计算量也会变小,随之而来的是整个系统判断速度的加快。

  并且该机械手在传感器受损的情况下,也有较高的精准度。灾害条件下,器械时常受损。得益于灵敏度超越人类1个数量级的硅基MEMS气体传感器,以及探测限超越人类1个数量级的压力传感器,机械手远比人类的手更灵敏。仿生智能机械手能在传感器损坏率不超过50%时,通过算法的快速调节,保持超过80%的准确率。

  复杂环境下 人类手形是最佳选择

  完成了对于嗅觉、触觉传感器的选择后,是什么使得团队选择了人手形的结构呢?

  现代工业中,三指、四指机械爪可以胜任简单的抓取任务,比如生活中常见的夹娃娃机就是三指机械爪。

  而团队却选择了1个大拇指配合4个手指的五指结构,并且设计了多个可活动关节。这是因为在复杂的掩埋环境下,废墟中的物体形态各异,瓦砾、灰尘、泥土……多种元素挑战着救援工作,很多条件下,救援人员只能用手完成救援。而仿生机械手的搬运、抓取灵活度,是简单结构的机械手无法企及的。

  对此,该论文第一作者、中国科学院上海微系统与信息技术研究所博士生刘孟玮表示,在设计之初,团队也曾考虑过搭载传感器的“蛇形”机械人,其细长的结构可以轻松进入被掩埋的废墟。但人手的生理结构更能保证及时展开救援。机械手在判断现场环境后立刻就能进行搬运抓取的动作。且机械手由人类控制,使用自己的仿生“器官”,更符合人的操作逻辑。
 


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