#HCI人机交互[超话]# #机器人# #人工智能# #交互设计# #用户体验# #产品设计# #科技# 交互式设计管道使任何人都可以创建自己的定制机械手
麻省理工学院的研究人员创建了一个交互式设计管道，简化并简化了使用触觉传感器制作定制机器人手的过程。
通常，机器人专家可能会花费数月时间手动设计定制机械手，主要是通过反复试验。每次迭代都可能需要必须从头开始设计和测试的新部件。相比之下，这个新管道不需要任何手动组装或专业知识。

与使用数字乐高积木搭建类似，设计师使用该界面从一组保证可制造的模块化组件构建机器人操纵器。用户可以调整机械手的手掌和手指，使其适应特定任务，然后轻松地将触觉传感器集成到最终设计中。

设计完成后，软件会自动生成用于制造机械手的 3D 打印和机器编织文件。触觉传感器通过紧密贴合在机器人手上的针织手套结合在一起。这些传感器使机械手能够执行复杂的任务，例如拾取精致物品或使用工具。
研究人员专注于构建一个直观的界面，用户可以在其中混合和匹配 3D 设计空间中的组件。一组生产规则（称为图形语法）控制用户如何根据每个组件（例如关节或手指轴）组合在一起的方式组合零件。
一旦用户创建了操纵器结构，他们就可以对组件进行变形以针对特定任务对其进行自定义。例如，机械手可能需要尖端更细的手指来处理办公室剪刀或可以抓住瓶子的弯曲手指。

在这个变形阶段，软件用数字笼子包围每个组件。用户通过拖动每个笼子的角来拉伸或弯曲组件。该系统会自动约束这些运动，以确保零件仍然正确连接，并且完成的设计仍然可以制造。

定制后，用户识别触觉传感器的位置。这些传感器集成在编织手套中，可牢固地安装在 3D 打印机器人机械手周围。手套由两层织物组成，一层包含水平压电纤维，另一层包含垂直纤维。压电材料在受到挤压时会产生电信号。触觉传感器形成在水平和垂直压电纤维相交的地方；它们将压力刺激转换为可以测量的电信号。
此外，戴上手套，用户可以用触觉传感器覆盖整个手，而不是像其他机器人操纵器那样将它们嵌入手掌或手指中（如果它们有触觉传感器的话）。

设计界面完成后，研究人员为四项复杂任务制作了定制机械手：捡鸡蛋、用剪刀剪纸、从瓶子里倒水和拧入蝶形螺母。例如，蝶形螺母操纵器有一个加长和偏移的手指，防止手指在转动时与螺母碰撞。这种成功的设计只需要两次迭代。

抓蛋机械手在测试过程中从未打破或掉落鸡蛋，剪纸机械手可以使用比文献中现有的任何机械手更广泛的剪刀。

但在测试机械手时，研究人员发现，由于针织纤维的编织不均匀，传感器会产生大量噪音，这会影响其准确性。他们现在正在研究可以提高机械手性能的更可靠的传感器。

研究人员还想探索额外自动化的使用。由于图形语法规则是以计算机可以理解的方式编写的，因此算法可以搜索设计空间以确定特定任务机器人手的最佳配置。

和顺科技——2022企业能力分析研究报告
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