PB&J：用于阻尼关节的花生酱与关节

许多仿生机器人模仿人手的刚性铰接关节结构以执行抓取任务，但在没有高频控制器的情况下，会经历高频机械扰动，这可能导致系统不稳定并对精度产生负面影响。尽管生物系统具有带宽受限的控制器，在感知和驱动之间存在时间延迟，但它们仍能成功响应并缓解这些高频扰动。人类关节包含许多刚性铰接仿生手机器人所缺乏的阻尼和刚度。为了使研究人员能够探索关节粘弹性在关节控制中的作用，我们开发了一种受人手启发的、具有粘弹性结构的抓取机器人，该机器人利用易获取的生物衍生材料，以减少原型制作新型机器人系统的经济和环境影响。我们证明，指关节处的弹性元件对于实现同步弯曲是必要的，这使得能够安全地抓取球形物体。为了显著阻尼制造出的指关节，我们使用花生酱作为有机类似物关节工作流体，对旋转阻尼器进行了建模、制造和表征。最后，我们证明了实时基于位置的控制器可用于成功接住轻质落球。我们开发了这一开源、低成本的抓取平台，它抽象了人手的形态和机械属性，使研究人员能够探索关于机器人生物力学的问题，而这些问题在仿真或建模中通常难以测试。