ETH先鋒研究員Marcel Schuck正在開發一種機器人抓取器，該技術基於聲波實現抓取，最好的創意點在於該抓取器可以操縱小而易碎的物體而不會碰到它們。
Marcel Schuck在他的工作檯上組裝的這種小型裝置讓人想起學校的物理課：一種由兩個半球形且類似於一副耳機的裝置連接到載有微晶片的電路板上。他正在使用裝配體來演示物理效果。一個小球在兩個半球之間盤旋，被超聲波阻擋。科學家解釋說：「這種現象被稱為聲懸浮。」
作為他ETH先鋒獎學金使用的一部分，這位前ETH博士生目前正在開發一種方法，該方法可以完全抬起和操縱小物體而不接觸它們。這在制表或半導體行業中損壞小零件要花錢的情況下尤其重要。
常規的機械手容易損壞易碎物品。為了解決這個問題，可以使用柔軟的橡膠狀抓手。儘管這些不會造成損壞，但它們很容易被汙染，就像使用良好的橡皮擦一樣。此外，這些柔軟的機械手僅提供有限的定位精度。
圖片來源：ETHZürich/ Stefan Weiss
讓抓取輕而易舉：這是Schuck的項目「 No-Touch Robotics」的初始原理。該技術基於一種已經被開發了80多年的原理，並首次被用於太空探索。因為超聲波會產生人類看不見或無法聽到的壓力場，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。最後的結果是，被抓取後這些小物體似乎在聲學陷阱中能自由漂浮在空氣中。
他實驗室中的裝置是Schuck想要開發的產品的原型：使用超聲波的電子控制機器人抓手。這位31歲的科學家將使用3-D印表機製作的兩個半球形揚聲器安裝到了許多小型揚聲器中。關聯的軟體允許Schuck控制揚聲器，以便可以移動壓力點。目的是實時更改其位置，而使懸浮物不會掉落到地面。目前，ETH博士生MarcRthlisberger正在研究這一特殊方面，他與蘇克（Schuck）和碩士生克裡斯蒂安·伯卡德（Christian Burkard）在蘇黎世科技園共用一個實驗室。
他們希望實現，只需使用現有技術，科學家就可以在太空中移動各種小物體。該軟體將抓具調整為要舉起的物體的形狀，然後由機械臂將物體運輸到目標位置。
圖片來源：ETHZürich/ Stefan Weiss
不接觸的抓握原理也具有非常不錯的經濟利益：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。甚至不需要機器人手臂本身就非常精確：「精確的位置取決於軟體控制的聲波，」 Schuck解釋說。
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。舒克說：「主要目的是探索工業領域的潛在應用領域和門戶。」 這項創新技術可能會引起制表業的關注，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。即使最微弱的接觸也會損壞潤滑劑薄膜。」 微晶片生產可能是舒克技術的另一個有吸引力的市場。
舒克正在使用該研究金中的150,000瑞士法郎中的一部分，為潛在客戶創建一種「開發套件」。其中包含機械手，控制軟體和說明。舒克強調說，他仍然不知道最終產品的外觀。「這取決於我從行業中得到的反饋。」 他希望他會找到一些感興趣的團體，他們將與他合作，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，而且在現實世界中工作。
如果他能在2021年春季之前做到這一點，Schuck認為他應該能夠根據他的獨到商業思想建立一家初創企業。