Att gripa och hålla föremål är viktiga uppgifter för robotmanipulatorer. Utvecklingen av universella gripare som kan plocka upp obekanta föremål med mycket varierande form och ytegenskaper är dock fortfarande utmanande. De flesta nuvarande konstruktioner är baserade på den mångfingerade handen, men detta tillvägagångssätt introducerar hårdvaru- och programvarukomplexitet. Dessa inkluderar ett stort antal kontrollerbara leder, behovet av kraftavkänning om föremål ska hanteras säkert utan att krossa dem, och den beräkningsmässiga overheaden för att bestämma hur mycket stress varje finger ska gälla och var. Här visar vi en helt annan inställning till en universell gripare. Enskilda fingrar ersätts av en enda massa granulärt material som, när det pressas på ett målobjekt, flyter runt det och överensstämmer med dess form. Vid applicering av ett vakuum det granulära materialet kontrakt och hårdnar snabbt att nypa och hålla objektet utan att kräva sensorisk feedback. Vi finner att volymförändringar på mindre än 0,5% räcker för att greppa föremål på ett tillförlitligt sätt och hålla dem med krafter som överstiger många gånger deras vikt. Vi visar att driftsprincipen är granulära materials förmåga att övergå mellan ett ojammat, deformerbart tillstånd och ett fast, stelt tillstånd. Vi avgränsar tre separata mekanismer, friktion, sug och förregling, som bidrar till greppkraften. Med hjälp av en enkel modell relaterar vi var och en av dem till den mekaniska styrkan i det blockerade tillståndet. Detta öppnar upp nya möjligheter för design av enkla, men mycket anpassningsbara system som utmärker sig vid snabb grepp av komplexa objekt.
Ett annat exempel på en mjuk "universal" gripare kunde anpassa sig runt ett komplext objekt från alla sidor, och hålla den genom att kontraktera granulatet den var gjord av REF.
Universal Robotic Gripper based on the Jamming of Granular Material
{'venue': 'Proceedings of the National Academy of Sciences 107, (44) 18809-18814 (2010)', 'journal': None, 'mag_field_of_study': ['Physics', 'Computer Science']}