20个直驱关节的灵巧手指机械手，触碰更有人情味的远程世界

20个直驱关节的灵巧手指机械手，触碰更有人情味的远程世界

由三家科技公司制造的机器人开创了远程机器人的世界先河，让人类可以从5000多英里以外的地方控制了一只机器人的手，成功地将触觉从加利福尼亚传到了伦敦，跨越了大西洋，实现了瞬间的、逼真的遥控。这个全新的系统由三个不同的团队合作研发，每个团队都有各自的研究领域：带有触觉的手套由HaptX设计，机械手臂则来自英国Shadow Robot公司，配备了SynTouch的指尖传感系统。

(shadow，油漆刷能行吗？)

(苹果也能握) 

（灵巧手超强的自由度支配它完成更加炫酷的技能，拧灯泡的技能，你get到了吗？）

（使用起冲击钻也是这么的有气质！）

它的每一个指尖上都有一个传感器，可以让机器人获得感知，然后这种感知通过特殊管道传到操作者的触觉手套里，如果只是用Shadow Hand去触碰一个球，操作者只会有一些微妙的感觉，但握住球时，这种感觉变得异常强烈，令人惊讶的是，尽管系统是通过4G手机运行的，操作者的动作和机器人之间几乎没有延迟，戴上这个手套，就能真实触碰另一个世界。

这就是奇异又令人难以置信的遥控机器人技术前沿：远程控制机器人，简单的触觉技术已经运用在了外科手术和拆弹机器人中，操作人员主要是用它来发出触碰的信号，但与这种丰富、精细的机器人触觉相比，简单的触觉技术就显得比较苍白无力。

首先，Shadow Hand看起来有点像终结者的手，只是没有金属罢了。它的目的是准确地复制人类手臂的运动。Shadow robot公司的总经理里奇·沃克说:“我们暂时还没有研发出这种机器人的手掌弯曲、拇指根部移动、关节处皮肤等一些微妙的细节。”尽管如此，这类项目的一个真正受益的好处就是，团队能找出目前研发的不足，并且探究出新方法。

Shadow Hand 有 24 个关节，其中20个直接驱动，还有 4 个不被直接驱动的关节。除了大拇指以外，每根手指都有四个自由度：与手掌连接的关节有弯曲或左右挥动手指的两个自由度；中间与最顶端的关节各有一个弯曲手指的自由度——其中最顶端的关节很难独立运动，于是成为欠驱动关节。

（所有关节一个接一个动一遍只要 2.4 秒）

Shadow Hand的每根手指顶端都附有24个电极，电极的顶端是一层硅质的材料。当SynTouch被注入生理盐水时，它会在模拟和电极之间形成一片水流，用于对指尖施加压力，这样电极就能检测到盐水中电阻的变化，从而使手指能够精确地感知触觉。

不过，简单的抓取物体这只是第一步，观察下面抓瓶子的动图，你会发现它抓住瓶子后还做了一个小小的调整。这里用的是Shadow Hand 的 GSC（Grasp Stabilization and Control）算法，主要利用手指上 Tactile sensor 的信息，进一步优化抓握方式，这个过程和人类的处理方式非常接近。

一旦你掌握了这一视角，你就会感觉你的手臂好像已经真的跨过了大西洋。HaptX’s telerobotics项目负责人、研发中心负责人迈克尔·埃切缪勒(Michael Eichermueller)说：“轻轻的触动会引发传感器的局部膨胀，这样就能取代用户指尖的皮肤。如果手指完全触摸球体的话，就能触发一个完全的压力膨胀，从而激活触觉并反馈给骨骼，同时压迫皮肤，达到限制手指在球体边缘的运动的效果。这种限制让人们觉得自己的手指在触摸球体，而实际上我们手里什么都没有。”

Shadow Hand 机械手将来有望应用于各种需要熟练技工的领域，无论是海洋研究、太空探索、险象勘察，还是助老助残、拆除炸弹，亦或只是在咖啡馆里表演转管子的杂技。