GelSight鳍状射线抓取器能够感受到梅森罐上的图案。|来源:CSAIL

麻省理工学院计算机科学与人工智能实验室（CSAIL）的一个研究小组开发了一个机器人抓手，其鳍状射线手指能够感受到它所操纵的物体。

CSAIL的感知科学小组在教授Edward Adelson和机械工程博士生Sandra Liu的领导下，为他们的抓手创建了触摸传感器，使其能够以与人类皮肤相同或更高的灵敏度进行感受。

该团队的抓手是由两个鳍状射线手指组成。这些手指的作用类似于鱼的尾巴，它们会向施加的力弯曲，而不是离开，并且是由一种柔性塑料材料3D打印而成。典型的鳍鱼抓手有贯穿内部的横梁，但CSAIL团队决定将内部挖空，以便为他们的感官组件腾出空间。

抓取器的内部由LED灯照明。在中空的夹持器的一端，有一个安装在半刚性背板上的摄像头。摄像头面对着一层由硅凝胶制成的垫子，称为GelSight。这层垫子被粘在一块薄薄的丙烯酸材料上，后者被连接到内腔的另一端。

抓取器被设计成无缝折叠在它所抓取的物体周围。相机确定硅胶和丙烯酸薄片在接触物体时的变形情况。从这些观察中，摄像机通过计算算法，可以计算出物体的一般形状，其表面的粗糙程度，其在空间中的方向，以及每个手指所施加的力和传给它的力。

使用这种方法，该抓手能够处理各种物体，包括一个迷你螺丝刀、一个塑料草莓、一个丙烯酸漆管、一个鲍尔梅森瓶和一个酒杯。

在握住这些物体时，夹持器能够检测到它们表面的细微细节。例如，在塑料草莓上，夹持器可以识别其表面的单个种子。手指还能感觉到梅森瓶上的字迹，这是基于视觉的机器人技术难以做到的，因为玻璃物体会折射光线。

此外，该机械手可以挤压一个油漆管，而不破坏容器和溢出其内容，并拿起和放下一个酒杯。该抓手可以感知玻璃杯的底部何时接触到桌面，结果10次中有7次都能正确放置。

该团队希望通过使手指更强壮来改进该传感器。通过移除横梁，该团队还移除了大部分的结构完整性，这意味着手指在抓取东西时有扭曲的倾向。CSAIL团队还想创造一个三指抓手，可以抓起水果和蔬菜并评估其成熟度。

该团队的工作在2022年IEEE第五届软体机器人国际会议上发表。