机器人学习掌握摩擦力
北卡罗莱纳州立大学的研究人员发现了一条新的物理定律，解释了机器人是如何抓取物体的，尤其是抓取有网络的物体。
尽管机器人设备广泛应用于从装配线到医药的各个领域，但工程师们很难计算出机器人在抓取物体时产生的摩擦——尤其是在潮湿的环境中。北卡罗来纳州的研究人员现在发现了一种新的物理定律，可以解释这种摩擦，这可能会推进许多机器人技术。
“我们在这里的工作打开了一扇门，可以在远程外科手术和制造业等应用领域创造更可靠、功能更强大的触觉和机器人设备，”北卡罗来纳州立大学(North Carolina State University)化学和生物分子工程助理教授、一篇相关论文的通讯作者李莲萧(Lilian Hsiao)说。
争论的焦点是所谓的弹性流体动力润滑(EHL)摩擦，即当两个固体表面与它们之间的一层薄流体接触时发生的摩擦。这包括指尖摩擦时产生的摩擦，这种液体是皮肤上自然产生的一层薄薄的油。但它也可以应用于机器人爪抓取涂了一层油的物体，或用于人体内的外科设备。
摩擦力很重要的一个原因是它能帮助我们拿住东西而不掉下来。
萧说:“对人类来说，理解摩擦是一种直觉——即使是在我们处理肥皂盘子的时候。”“但在开发控制机器人抓取能力的材料时，很难解释EHL摩擦。”
为了开发有助于控制EHL摩擦的材料，工程师需要一个框架，可以统一应用于各种模式、材料和动态操作条件。这正是研究人员所发现的。
萧说:“这个定律可以用来解释EHL摩擦，并且可以应用于许多不同的软系统——只要物体的表面是有图案的。”
在这种情况下，表面图案可以是任何东西，从我们指尖的轻微凸起的表面到机器人工具表面的凹槽。
物理原理是由萧和她的研究生彭云虎共同开发的，利用四个方程来解释在理解EHL摩擦时所起作用的所有物理力。在这篇论文中，研究小组用三个系统证明了这一规律:人类的手指;仿生机器人指尖;还有一种叫做摩擦流变仪的工具，用来测量摩擦力。彭是该论文的第一作者。
萧教授说:“这些结果对于机械手来说非常有用，因为它们有更细微的控制，可以可靠地处理制造过程。”“它在远程外科领域有明显的应用，外科医生可以远程控制机器人设备进行外科手术。我们认为这是在合成系统中理解触摸和控制触摸的基础进步。”
- Chris Vavra编辑，网页内容经理，控制工程， CFE Media and Technology，cvavra@cfemedia.com．
