作者:R. Colin Johnson 你曾經嘗試以單手打開瓶蓋或信封封口嗎?或是其他需要用兩只手來做的事?現在,如果你穿戴上美國麻省理工學院(MIT)開發的新式機器手腕,這些工作要以單手來做,可說是輕而易舉。盡管這款可穿戴式機器人仍處于原型階段,但已為具備“協同作用”(synergism)的輔助機器人技術建立新的典范。 “眾所周知,人類的手部動作是由機體間的協同所控制──這就是肌肉群經由單一控制訊號啟動的概念,”MIT博士候選人Faye Wu指出,“我們想把這種協同控制的概念延伸至可穿戴式機器人研究上。” MIT博士候選人Faye Wu表示,在靠近拇指和小指旁的兩個機械手指可依照人類手指的動作,協助用戶以單手完成通常需要兩只手才能進行的任務。 Source:MIT 為此,可穿戴的手腕機器人配備一副手套,可測量每個手指的角度和方向,然后將控制訊號傳送至其他手指以實現協同反應。例如,在抓取一個大型對象時,一般的手指只需抓住頂部,讓較長的機器人手指抓握住底部。 “當我們用餐時手拿刀叉或是駕駛汽車,如果長時間使用這些工具,就會感覺他們像是身體的一部份。因此,這就是我們試圖用在機器人的想法。如果人們有了額外的手 指或手臂,而且能與其良好互動,就會感覺他們就像是身體的一部份延伸,”MIT機械工程教授Harry Asada說。 Asada 的研究小組正開發新的協同算法,讓額外的機器人附件協助難以用單手完成的任務,未來,還可能進一步協助人類順利完成以雙手或雙臂難以完成的工作。此外, 并不需要給這些機器手人清楚的指令,它就能依照與人類手指協同作業的方式,配合手指的動作與需要共同抓取對象。 如果有機器手指幫忙握住杯子的話,人們只要以單手就能輕松攪拌飲料了。 Source:MIT MIT 將這種額外的機器手指稱為“贅生”手指,因為它們是由連接在一起的致動器組成,與人類的手指頭共同發揮同等強度的力量。研究人員們經由探索人類抓取對象的方式發現,手指的這種協同作用只需利用兩種基本算法──使手指并攏,以及向內彎曲取物。大多數的對象抓取動作都只是這兩種基本模式的組合。 研究人員們希望,這些基本模式也適用于其他肢體發揮“生物-機器”協同效應,不過,研究人員的下一步在于為這項組合添加動力。例如,如何讓機器手指知道要施 加更多力量,才能拾取沉重或光滑的小對象?其次,不同的人在抓取對象的施力與方式也有所不同,因而必須為不同的技巧編譯工具庫,使機器人可針對協助對象從 工具庫中挑選正確的算法,學習辨識以及更有效地進行協助。 該研究小組還致力于縮小機器手指機制,使其能夠內建于手環中,在需要時才彈出多余手指來幫忙,在不用時又能隨即內折妥善收藏。 |