近日，南方科技大学仿生与设计学习实验室本科生江海洋以第一作者的身份参加了2021 robosoft 国际会议并在IEEEE Xplore网站上发表了一篇会议文章《Lobster-inspired Finger Surface Design for Grasping with Enhanced Robustness》，本文提出了一种受龙虾启发的用于抓取的软手指接触面增强鲁棒性的设计。实验结果表明，与裸手指表面相比，接触面层在某些情况下对抓取成功率最多提高56%的性能有显著的好处。
在本文中，我们提出了一种新颖的手指表面设计，从龙虾的生物灵感，其中广泛的牙齿形式，具有强大的抓握能力，在海底具有挑战性的环境。如图1所示,我们分析了一系列的柔软的手指表面基于各种齿形式的龙虾和螃蟹,集成用一个柔软的手指结构被动适应,实证检验他们的表现和对所选对象使用最小的机器人抓取系统的进化把握分析数据集[14]到达一个有前途的设计的手指表面增强把握的鲁棒性。
由于软手指的材质侧重于柔韧和刚性的结合，所以它的摩擦系数很小。此外，为了保证手指的柔韧性，手指采用了网格结构，在抓取时只提供了有限的接触面积。由于上述两个主要原因，裸露的柔软手指不足以表现出良好的抓握质量，出现滑动和滑动。为解决上述问题，提高软手指的抓握性能，考虑在软手指上附加一层外膜。为了保持手指的柔韧性，我们选择了硅酮作为外层材料，因为硅酮具有较高的摩擦系数，但同时又保持了柔韧性。在接下来的实验中，我们将证明外层是否有利于抓取性能。
对于层的表面，我们的设计灵感来自龙虾的爪子表面。龙虾的爪子也由两根手指组成，只有旋转铰链才能达到开闭的姿势。由于爪子上的两根手指和铰链结构，龙虾能够完成一系列的任务，包括抓取、切割和粉碎。我们认为龙虾能够完成这些任务的秘密在于它爪子的形状和手指的接触面。因此，我们进一步观察和模拟龙虾手指表面的图案，并将其转换到我们的接触面层设计中。
由于波士顿龙虾爪子的大小接近柔软的手指，它成为我们模仿的目标。在本文中，我们提出了六种受波士顿龙虾爪子启发的接触面设计(图1 (e))，以及来自加州大学伯克利分校AUTOLAB的一种设计作为验证，将在本文的实验部分进行说明。
本文提出了一种适用于一般机器人操作任务的低成本、小尺寸系统设置。它包括四个模块:用于视觉感知的Intel RealSense D435模块，用于执行模块的Franka Emika Panda模块，用于中央处理和控制模块的Jetson AGX Xavier模块，以及由两个软自适应手指组成的气动抓手(用于末端执行器模块，带有接触面层)。为了提高抓握的性能，我们从波士顿龙虾的爪子中得到灵感，设计了六种接触面层。根据实验结果表明，与裸手指表面相比，接触面层在某些情况下对抓取成功率最多提高56%的性能有显著的好处。
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作者介绍
姓名：江海洋
在读学校：南方科技大学
年级：17级大四本科生
专业：机器人工程
兴趣爱好：
摄影摄像方面，担任导演拍摄多个校园短片，包括一部校园微电影；音乐方面，会吉他、钢琴、架子鼓，担任学生合唱团男高音声部长；平面设计方面，为学校宣传部设计《Months of SUSTech》系列明信片。
BionicDL实验室经历：
于2018年7月大一暑假期间加入实验室；在2019年大三期间负责大创项目《第六指机器人》的概念设计，该项目为：通过在人体手腕处安装外植体机器人，来协助手部功能障碍或瘫痪患者的康复及日常抓取任务的完成；
在2020年大三暑假及大四上半学期负责《Lobster-inspired Finger Surface Design》科研项目研究，该项目为：模仿龙虾钳子的表面纹理，并将之应用在机器人末端手指上，目标为加强机器人抓取的稳定性和可靠性。以联合第一作者身份参与文章撰写，最终文章被2021 IEEE RoboSoft大会接收；
目前正在宋老师的指导下进行毕业设计，主题与此前文章一致，在此前文章的基础上改进了设计思路和实验流程。
今后去向：
深圳蓝胖子机器智能有限公司，担任机器人软件开发工程师，主要负责自动化物流分拣中的机器人抓取部分工作。
