抓握之道：面向软体机器人阻塞夹持器的膜形态在材料中进化

颗粒阻塞在软体机器人中的应用是一项新兴且有前景的技术，为创造更高性能的机器人设备提供了令人兴奋的可能性。颗粒阻塞通过在包含颗粒物质的膜内施加真空压力来实现，从设计角度来看尤其有趣，因为可以利用众多设计参数来诱导各种有用的行为。迄今为止，诸如颗粒形状和尺寸以及膜材料等变量的影响已被研究，作为诱导定制抓取性能的手段，然而另一个主要影响因素——膜形态——由于其精确建模和制造方面的特殊复杂性而尚未得到研究。本研究首次对颗粒阻塞夹持器的膜形态进行优化，结合多材料3D打印和进化算法，在材料中搜索多样化的形态设计空间。整代夹持器在一次打印中完成，并测试夹持器保持力作为适应度度量。我们的方法相对可扩展，无需建模，并保证了所考虑夹持器的真实世界性能。结果表明，膜形态是决定夹持器性能的关键因素。常见的高性能设计优化了颗粒夹持器产生抓取力的所有三种主要已识别机制，与标准夹持器形态显著不同，并且在一系列测试对象上具有良好的泛化能力。