我院朱延河教授团队研制出新型TSM软机械手 实现毫米级精度与超强环境适应性

近日，我院朱延河教授团队成功研制出新型TSM软机械手，研究成果以《扰动自适应锥形软机械手配置任务性能增强的精密运动控制器》（Disturbance-Adaptive Tapered Soft Manipulator with Precise Motion Controller for Enhanced Task Performance）为题发表在《IEEE机器人学汇刊》（IEEE Transactions on Robotics）上。这一研究成果助力提高软机械手的精密运动控制和扰动自适应能力，未来有望应用于健康养老领域。

软机械手是软体机器人领域的重要分支，灵感来自大象象鼻或章鱼触手。科学家们旨在开发像人的手臂一样灵巧的软机械手，同时能够在与人类交互的过程中始终保持安全。为了解决这个问题，软机械手领域需要更有前景的解决方案，其中包括高效的结构设计和精密运动控制器。

针对上述问题，团队成功研制出一种由复合肌腱和气动肌肉混合驱动的锥形软机械手设计及精密运动控制器。机器人的驱动结构由首次提出的鲍登管和电缆肌腱组成的复合肌腱和气驱锥形波纹管紧凑集成设计，实现了优异的可变刚度范围。团队提出的基于深度学习方法与闭环迭代反馈控制器结合的控制策略，实现了软机械手的精密运动控制。实验结果显示出毫米级控制精度和对外部扰动的自适应性，新型TSM软机械手在遥操作控制下成功进行了越障抓取操作，并验证了其在人手干扰下沿平面跟踪轨迹的任务能力，为软机械手设计与控制提供了新的解决途径。

哈工大为论文第一单位。论文第一作者为哈工大机电学院博士生李相龙，新加坡国立大学博士生熊泉为论文共同第一作者。通讯作者为朱延河教授。共同作者包括哈工大机器人研究所所长赵杰教授，上海交通大学自动化系王贺升教授，哈工大机电学院郑天骄副研究员，广东省季华实验室隋东宝博士，哈工大机电学院博士生张清华、李洪武和硕士生王子齐。

该研究获得国家重点研发计划等项目资助。

论文链接：https://ieeexplore.ieee.org/document/10577463

结合复合肌腱和气动肌肉混合驱动的新型软机械手设计和控制方案简介

锥形软机械手遥操作抓取控制验证

人手接触下白板擦除实验的扰动自适应与人机安全性验

FOVG-IFC方法的圆轨迹动态跟踪

HIT轮廓轨迹定位

恒定空间点的姿态跟踪控制

杂乱环境下的避障精密抓取

人手压力干扰时的写字板擦拭测试

来源：哈工大新闻网