導讀
隨著各個行業中自動化和機器人技術的迅猛發展，人們對機器人抓爪的要求越來越高。通過使用聲懸浮力，瑞士科學家近日開發出了一種無損傷和無汙染的非接觸式機器人抓手，用於處理高度易碎的物體。
近日，蘇黎世聯邦理工學院的研究人員開發出了一種超聲波抓取器，通過聲波懸浮，該抓取器可以在零接觸的情況下拾起和操縱小物體。這使得機器人能夠處理易碎物品，例如精密手錶零件。
這款設備由前ETH博士生馬塞爾·舒克（Marcel Schuck）製作，作為其ETH先鋒獎學金的一部分，該原型機由一個實驗室工作臺機械臂和一對3D打印的半球組成，這對半球形裝置可以連接到載有微芯片的電路板上。
Marcel Schuck在抓手的兩個半球形區域內安裝了非常小的揚聲器陣列，並配套了ETH博士生MarcRöthlisberger編寫的軟件，通過控制一系列微型揚聲器，它們可以非常精準地控制超聲波的頻率和聲壓。
這種設計會產生某種壓力波，可以將物體支撐起來，或者通過來自多個方向的壓力波，使得物體保持在適當位置或控制其移動。
實際上這項無接觸抓握技術是基於Schuck的項目“No-Touch Robotics”。Schuck的項目基於一種已經被開發了80多年的效應，並首次用於太空探索。
超聲波會產生人類看不見且無法聽到的壓力場。當聲波相互重疊時會產生壓力點，並且小物體可能會被困在這些點內。最終，它們就會漂浮在空氣中。
相較之下，常規的機械手容易損壞易碎物品，雖然這可以使用柔軟的橡膠狀抓手解決這個問題，但抓手很容易被汙染，就像使用橡皮擦一樣。此外，這些柔軟的機械手能提供的定位精度非常有限。
目前該項技術的目的是實時更改其位置，而使懸浮物不會掉落到地面。ETH博士生MarcRöthlisberger正在研究這一特殊方面，他與Schuck和碩士生Christian Burkard在蘇黎世科技園共用一個實驗室進行這項研究。
非接觸的抓握原理也具有經濟利益：使用常規機器人工作時，幾乎每種新形狀都需要使用不同的抓手。聲學抓手消除了對大量昂貴的高精度抓手的需求，甚至機械臂本身也不需非常精確，Schuck表示:“精確的位置取決於軟件控制的聲波。”
最初，Schuck希望利用他的ETH先鋒獎學金的資金來確定在實踐中如何部署機械手,主要目的是探索行業中潛在的應用領域。
這項創新技術可能會引起製表業的關注，因為高精度的微機械對於處理昂貴的微型零件至關重要。例如，齒輪先塗上潤滑劑，然後再測量該潤滑劑層的厚度。即使是最微弱的接觸也可能損壞潤滑劑薄膜。未來微型芯片的生產可能也是Schuck技術應用的領域。
Schuck也希望能找到一些感興趣的團體，通過合作進一步發展聲學抓爪。一方面，這應該有助於滿足現有的市場需求。另一方面，Schuck渴望使這項技術不僅在實驗室中工作，也能在現實世界中應用。如果能在2021年春季之前做到這一點，Schuck希望應該能夠根據自己的商業想法建立一家初創企業。
該獎項在ETH的頁面：
https://ethz.ch/en/industry-and-society/entrepreneurship/pioneer-fellowships/No-Touch%20Robotics.html
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