新发现的物理定律将对机器人技术产生重大影响

北卡罗来纳州立大学的研究人员发现了一条新的物理定律，这将对机器人技术领域产生重大影响。这条新定律有助于解决机器人技术中的一些问题，特别是机器人抓握问题。这些机器人在处理抓握对象时，尤其是在湿环境中，很难考虑到摩擦力。

北卡罗来纳州立大学化学和生物分子工程助理教授Lilian Hsiao是这篇论文的通讯作者。这条新原理是由Hsiao和研究生Yunhu Peng共同开发的。

“我们的工作为创建更可靠和功能性的触觉和机器人设备打开了大门，特别是在远程手术和制造业应用中，” Hsiao说。

EHL 摩擦

在这个领域，主要问题是弹性液体润滑（EHL）摩擦。EHL 摩擦发生在两个固体表面之间有一个薄层液体时。这经常发生在两个手指之间，当时液体是自然产生的油。

EHL 摩擦也可能发生在机器人爪子抬起一个涂有油的物体或在体内使用的手术设备中。摩擦力使我们能够抓住和持有物体而不掉落它们。

“对人类来说，理解摩擦力是很直观的，即使我们处理肥皂泡碗，” Hsiao说。“但是在开发控制机器人抓握能力的材料时，考虑到EHL摩擦力是非常困难的。”

工程师需要一个可以应用于不同模式、材料和动态操作条件的框架，如果他们想要在某种程度上控制EHL摩擦力。

“这条定律可以用来考虑EHL摩擦力，并且可以应用于许多不同类型的软系统，只要对象的表面是有图案的，” Hsiao说。

表面图案包括手指尖端略微凸起的表面或机器人工具表面的凹槽。

这条新原理依赖于四个方程来考虑EHL摩擦力的所有物理力。研究团队演示了三个系统，包括人类手指、仿生机器人手指和摩擦力测量工具。

“这些结果对于具有更细致控制的机器人手，在可靠地处理制造过程方面非常有用，” Hsiao说。“并且它在远程手术领域有明显的应用，在那里外科医生远程控制机器人设备进行手术。我们认为这是对触觉和控制合成系统中的触觉的基本进步。”