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智能工业特刊

想要三头六臂？先尝尝辅助机器人技术

你曾经尝试以单手打开瓶盖或信封封口吗？或是其他需要用两只手来做的事？现在，如

果你穿戴上美国麻省理工学院（MIT）开发的新式机器手腕，这些工作要以单手来做，可说

是轻而易举。尽管这款可穿戴式机器人仍处于原型阶段，但已为具备“协同作用”（synergism）

的辅助机器人技术建立新的典范。

“众所周知，人类的手部动作是由机体间的协同所控制──这就是肌肉群经由单一控制讯

号启动的概念，”MIT博士候选人FayeWu指出，“我们想把这种协同控制的概念延伸至可

穿戴式机器人研究上。”

MIT博士候选人FayeWu表示，在靠近拇指和小指旁的两个机械手指可依照人类手指

的动作，协助用户以单手完成通常需要两只手才能进行的任务。

为此，可穿戴的手腕机器人配备一副手套，可测量每个手指的角度和方向，然后将控制

讯号传送至其他手指以实现协同反应。例如，在抓取一个大型物件时，一般的手指只需抓住

顶部，让较长的机器人手指抓握住底部。

“当我们用餐时手拿刀叉或是驾驶汽车，如果长时间使用这些工具，就会感觉他们像是

身体的一部份。因此，这就是我们试图用在机器人的想法。如果人们有了额外的手指或手臂，

而且能与其良好互动，就会感觉他们就像是身体的一部份延伸，”MIT机械工程教授Harry

Asada说。

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Asada的研究小组正开发新的协同演算法，让额外的机器人附件协助难以用单手完成

的任务，未来，还可能进一步协助人类顺利完成以双手或双臂难以完成的工作。此外，并不

需要给这些机器手人清楚的指令，它就能依照与人类手指协同作业的方式，配合手指的动作

与需要共同抓取物件。

如果有机器手指帮忙握住杯子的话，人们只要以单手就能轻松搅拌饮料了。

MIT将这种额外的机器手指称为“赘生”手指，因为它们是由连接在一起的致动器组成，

与人类的手指头共同发挥同等强度的力量。研究人员们经由探索人类抓取物件的方式发现，

手指的这种协同作用只需利用两种基本演算法──使手指并拢，以及向内弯曲取物。大多数

的物件抓取动作都只是这两种基本模式的组合。

研究人员们希望，这些基本模式也适用于其他肢体发挥“生物－机器”协同效应，不过，

研究人员的下一步在于为这项组合添加动力。例如，如何让机器手指知道要施加更多力量，

才能拾取沈重或光滑的小物件？其次，不同的人在抓取物件的施力与方式也有所不同，因而

必须为不同的技巧编译工具库，使机器人可针对协助对象从工具库中挑选正确的演算法，学

习辨识以及更有效地进行协助。

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该研究小组还致力于缩小机器手指机制，使其能够内建于手环中，在需要时才弹出多余

手指来帮忙，在不用时又能随即内摺妥善收藏。

（参考原文：MITWrist-RobotAddsExtraFingers，byR.ColinJohnson）

本文选自电子发烧友网

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