打羽毛球又能拆牆,戴上這款機械臂,秒變蜘蛛俠反派「章魚博士」

2020-12-18 量子位

賈浩楠 發自 凹非寺量子位 報導 | 公眾號 QbitAI

穿戴式機械臂,除了幫助殘障人士,還能做什麼?

「輕」能打羽毛球,「重」能破牆拆房,從室內生活到高強度勞動,各種任務場景輕鬆拿下。

這個最新的穿戴式機械臂來自加拿大舍布魯克大學,團隊剛剛在機器人頂會ICRA 2020上公布了這項成果。

運動休閒、施工裝修,無所不能「第三隻手」

機械臂全名叫「基於磁流變離合器和靜液壓傳輸線的機械附肢」,使用時,需要第二個人在後方操作機械臂。

它可以輔助人們完成各種各樣的動作,比如採摘水果:

類似這種輕拿輕放的任務,傳統機械手也能完成,而這款機械臂的優勢在於「可穿戴」,大大擴展了使用場景範圍,與原先在固定臺上的機械臂相比,真正具有了實用性。

此外,背在腰部的機械臂可以在較為危險的場景下,代替人手進行施工作業,提高安全係數。比如,在粉刷高處牆壁的場景中,可以直接把工具交給機械臂,人的雙手牢牢扶住梯子:

對於較重的物品,比如裝修用的角磨機、電鑽等2-4kg物品,機械臂也能輕鬆取放:

2-4kg根本沒發揮出機械臂的真正實力,把機械臂的手掌換成一個鐵球,整個裝置就成了破拆機,普通的木板、膠合板、玻璃都能擊穿。

△完成任務還會默契地「擊掌」

除了用在室內裝修,它的最大價值就是緊急情況下的脫困逃生了。

機械臂還有一項絕活,「打羽毛球」:

可輕可重,「軟硬兼施」,這款機械臂全面勝任生活助手和強勞動力的雙重角色。

「第三隻手」怎麼造的?

機械臂全套系統由3部分組成:機械臂本體、電源集成、操縱杆。

首先是機械臂的基本數據

參數

機械臂重量(不含線束)

4.2kg

線束重量

2.5kg

電源集成質量

18kg

接合處1

接合處2

接合處3

接合處最大功率

1.5kW

1.5kW

1.5kW

接合處最大扭矩

35Nm

35Nm

35Nm

機械臂自重4.2千克,骨架由碳纖維和鋁合金製成,接近一個成年男子單條手臂重量;由靜態液壓傳輸裝置來驅動關節轉動。這三個關節分別實現機械臂的全方位自由擺動。

電源集成由一臺磁流變離合器和電腦組成,用來驅動液壓裝置給機械臂提供可調的動力。

參數如下:

參數

磁流變離合器最大扭矩

2Nm

液壓傳輸線最大壓強

2785(關節1、2)-2341(關節3)kPa

每個機器人關節由一個由電動機(KDE600XF-1100-G3,KDE Direct)組成的動力單元驅動(5.5kW) ,其中還包括兩個定製磁流變離合器 , 兩個滾珠螺釘和兩個主氣瓶。

在每個電源單元中,電機用正時皮帶(4.86:1)驅動兩個離合器輸入級。由線圈中的電流產生的磁場,按比例改變位於離合器的輸入和輸出階段之間的磁流體的粘度,由此控制輸入和輸出級之間的扭矩,與輸入電流形成線性關係。

離合器輸入總是保持在滑動模式,有效地將電機的慣性與系統輸出解耦,從而最大限度地提高動態性能。滾珠絲槓機構將輸出扭矩轉化為推動主缸活塞的線性動力,以調節靜壓線中的壓力。

「手掌」,即夾持器,由三個相同的手指組成,長16釐米,直徑0.9釐 米。每個手指由一個矽橡膠管織物的包裹層,和一個3D列印外骨骼構成。

這種織物呈徑向剛性,軸向延伸。這種特性限制了管子在壓力下的過度形變。外骨骼中的三個樞軸點將表面受壓延伸轉變為彎曲。

一個磁流體靜態液壓單元給「手指」供電,每個手指對單軸負載最大為30N(690kPa壓力下測量)。

團隊為機械臂嚴格設置了活動範圍,避免它與使用者身體發生碰撞,保證安全。

這套機械臂不知有沒有讓你想起蜘蛛俠2中的經典反派「章魚博士」?

他最炫酷的裝備就是身後的機械臂了,既能痛扁蜘蛛俠,又能點菸倒茶。

如今加拿大這個團隊把科幻電影的一幕搬到了現實中。

而這項研究最有價值的地方,在於將機械臂從特定的工業場景和醫療用途,擴展到了普通人的生活。

團隊今後計劃開發使用AI算法的控制系統,使機械臂更好的擬合人類的動作習慣。

「蜘蛛俠2」2004年上映,16年後,電影裡的科幻場景已經成真。

藝術家的想像力,和科學家的知識技術,在共同推動人類的進步。

誰又能想到,下一個16年,會有多少科幻場景變成現實呢?

相關焦點

  • 綠魔章魚博士毒液,託比·馬奎爾版蜘蛛俠反派共同點
    託比·馬奎爾,安德魯·加菲爾德,湯姆·赫蘭德,過去二十年出現了很多版本的蜘蛛俠,如果算上動畫電影和《毒液》等衍生作品就更難以計數了,而漫威最新第三部《蜘蛛俠》也即將上映。
  • 綠魔章魚博士毒液,蜘蛛俠3大反派一個有趣的細節
    託比·馬奎爾,安德魯·加菲爾德,湯姆·赫蘭德,過去二十年出現了很多版本的蜘蛛俠,如果算上動畫電影和《毒液》等衍生作品就更難以計數了,而漫威最新第三部《蜘蛛俠》也即將上映。在蜘蛛俠複雜的電影宇宙中,有一個有趣的細節,由薩姆·雷米執導、託比·馬奎爾主演的《蜘蛛俠》三部曲中的大反派:威廉·達弗飾演的綠魔,阿爾弗雷德·莫利納飾演的章魚博士和託弗·格雷斯飾演的毒液最後結局都有一個共同點:他們全都死在自己的手上。
  • 據報導老三部曲「章魚博士」將在荷蘭弟《蜘蛛俠3》登場
    外媒《好萊塢報導》從消息來源獲悉,託比 · 馬奎爾版《蜘蛛俠》中飾演「章魚博士」的阿爾弗雷德 · 莫裡納將加盟湯姆 · 霍蘭德版《蜘蛛俠3》,再次扮演「章魚博士」這名經典反派。另外外媒 Collider 也報導稱,安德魯 · 加菲爾德和柯爾斯滕 · 鄧斯特也將加盟本片,分別再次飾演蜘蛛俠和瑪麗 · 簡。莫裡納參與本片的傳聞最早出現在上月末,當時有媒體報導稱,有人看到了莫裡納出現在「荷蘭弟」版《蜘蛛俠3》的片場。
  • 《蜘蛛俠:平行宇宙》的大反派章魚博士,為何變成了女性?
    對於蜘蛛俠的漫畫和影迷們來說,章魚博士都是一個我們非常熟悉的反派。這個反派在託比·馬奎爾的《蜘蛛俠2》電影中,有著精彩的登場。在之前的影視作品或者是漫畫作品中,章魚博士都是一個男人,不過在《蜘蛛俠:平行宇宙》這部電影中,章魚博士卻化身為了一個女性。那麼,為何在這部電影中,章魚博士是一個女的呢?
  • 「章魚博士」重磅回歸!加盟「荷蘭弟」版《蜘蛛俠3》!
    據外媒《好萊塢報導者》報導,「荷蘭弟」版《蜘蛛俠3》迎來老面孔阿爾弗雷德·莫利納的回歸。他在2004版《蜘蛛俠2》中飾演了經典的反派角色「章魚博士」。「章魚博士」是漫威宇宙中的超級反派,他原本是一名物理學家,在一次使用機械觸手的實驗中,管線破裂導致輻射線外洩,從而引起了大爆炸,腦部因此形成了新的神經系統,使得他能憑藉自己的意念隨心所欲的操控四隻機械觸手,這讓他一度成為很多蜘蛛俠粉絲的童年陰影。此次這位沉寂16年的反派能正式加盟《蜘蛛俠3》,引發一眾粉絲期待他和小蜘蛛的精彩對戰。
  • 《蜘蛛俠3》選角曝光 莫裡納回歸出演"章魚博士"
    《蜘蛛俠3》選角曝光 莫裡納回歸出演"章魚博士" 時間:2020.12.09 來源:1905電影網 作者:雲貓貓
  • 「荷蘭弟」版《蜘蛛俠3》又爆驚喜 老面孔「章魚博士」重磅回歸
    原標題:「荷蘭弟」版《蜘蛛俠3》又爆驚喜 「章魚博士」重磅回歸!    阿爾弗雷德·莫利納據外媒《好萊塢報導者》報導,「荷蘭弟」版《蜘蛛俠3》迎來老面孔阿爾弗雷德·莫利納的回歸。他在2004版《蜘蛛俠2》中飾演了經典的反派角色「章魚博士」。
  • 《蜘蛛俠3》選角曝光 莫裡納回歸出演「章魚博士」
    1905電影網訊曾經在2004年山姆·雷米版本的《蜘蛛俠2》中,扮演了「章魚博士」一角的阿爾弗雷德·莫裡納,又要重新扮演該角色了。據悉,他將會在新版本的《蜘蛛俠3》裡,再度出演章魚博士。這並不是新版《蜘蛛俠》第一次找來老版本的演員重新扮演老角色。此前,曾經在《超凡蜘蛛俠2》中扮演了電光人的傑米·福克斯,也將在《蜘蛛俠3》裡扮演電光人。章魚博士是漫威宇宙中的超級反派,原本是一名物理學家,在一次使用機械觸手的實驗中,管線破裂導致輻射線外洩,從而引起了大爆炸。這使奧託的腦部形成了新的神經系統,因此他能憑藉自己的意念隨心所欲的操控四隻機械觸手。
  • 蜘蛛俠也曾是漫威富豪?沒錯!還是宿敵章魚博士給他打下的家業!
    這還得從漫畫中「章魚博士」大限將至說起,簡單來說,就是漫畫中的章魚博士意外發現自己的命不久矣,但對於章魚博士來說,並非是到了看淡生死的地步,為此,在漫畫中章魚博士決定為自己續命!沒錯,就是奪舍,在漫畫《究極蜘蛛俠》系列中,章魚博士將自己奪舍的目標,直接瞄準了自己的宿敵蜘蛛俠,企圖利用一款能夠轉移靈魂的裝置,最終用自己的靈魂佔據了蜘蛛俠彼得·帕克的身軀,以此希望能逃過自己的死亡大限。別說,最終漫畫中的章魚博士還真的是成功了!
  • 章魚博士加盟《蜘蛛俠3》,老牌反派陸續回歸,「三代同框」來了
    #章魚博士加盟蜘蛛俠近日,據外國媒體報導,阿爾弗雷德·莫裡納加盟湯姆·霍蘭德主演的《蜘蛛俠3》,繼續飾演他在老版《蜘蛛俠2》中的角色章魚博士。而此次阿爾弗雷德·莫裡納的加盟也迅速地登上了微博熱搜榜,成為了目前炙手可熱的熱點之一。
  • 除了電光人和章魚博士,又有兩位反派要來了,網友:最慘蜘蛛俠?
    湯姆·赫蘭德版本的《蜘蛛俠3》最近真的是燃炸了,三代蜘蛛俠有望同框,超凡蜘蛛俠已經確定加入,託比·馬奎爾也即將回歸。另外,反派方面的人選也更是讓人意外,目前已經確定漫威會引出電光人以及章魚博士,而這還沒有結束,現在又有兩位經典反派要來了,網友:最慘蜘蛛俠?
  • 莫裡納以章魚博士的身份回歸《蜘蛛俠3》,索尼擁有該角色的版權
    顯然迪士尼這邊也看到了對手公司的教訓,《蜘蛛俠3》比預計的選角以及開拍工作早了三個月,就是為了應對各種有可能讓影片創作工作停止的特殊情況。北京時間12月9日上午,好萊塢記者Aaron Couch從漫威娛樂那兒確認,阿爾弗雷德·莫裡納以章魚博士的身份回歸《蜘蛛俠3》,奧託·奧克塔維烏斯在這個新系列中將出現在甲板上,重新戴上金屬手臂,這個角色應該還是反派。
  • 章魚博士加盟《蜘蛛俠3》,電光人也回歸,網友:蜘蛛俠版復聯?
    12月9日,有外媒稱,在託比·馬奎爾版《蜘蛛俠2》中飾演章魚博士的阿爾弗雷德·莫裡納加盟荷蘭弟版《蜘蛛俠3》,此前已有不少來自安德魯·加菲爾德版和託比·馬奎爾版中的經典角色確定會出現在荷蘭弟版《蜘蛛俠3》。
  • 盤點9位蜘蛛俠電影反派,是什麼造成了他們的悲劇?
    來到續集《蜘蛛俠2》,反派章魚博士和奧斯本一樣是個科學狂人,他也想要研發具有革命性的科技。挑戰高難度的目標,就要做好失敗的準備。顯然章魚博士並沒有對失敗的心理承受能力,加上機械臂人工智慧的影響,他在不知不覺之中開始誤入歧途。他不能接受失敗的現實,人工智慧利用這一點,腐蝕了他的心智。
  • 章魚博士加盟《蜘蛛俠3》,奇異博士導演:這些電影都在同一宇宙
    《蜘蛛俠英雄歸來3》已經開拍,這部索尼和漫威合作的新蜘蛛俠電影在籌備期間就有了這樣那樣的傳聞,而且,有些得到確認的消息也意味著這部電影很可能會是一部涉及多元宇宙的電影,奇異博士已經確認會加盟這部《新蜘蛛俠3》,而令人驚奇的還是在《超凡蜘蛛俠2》中飾演反派電光人的傑米·福克斯,也已經確認加盟影片繼續飾演電光人
  • 威廉達福「綠魔」傳談加盟《蜘蛛俠3》,託比馬奎爾反派有望回歸
    身為漫威開啟第四階段的重磅力作,湯姆·赫蘭德正在籌備的《蜘蛛俠3》接連證實「奇異博士」本尼迪克特·康伯巴奇(Benedict Cumberbatch)、安德魯·加菲爾德版《超凡蜘蛛俠2》電光人傑米·福克斯(Jamie Foxx)、託比·馬奎爾版《蜘蛛俠2》的經典反派「八爪博士」演員阿爾弗雷德·莫裡納(Alfred Molina)大量演員都會現身,傳說漫威還在積極與索尼促成讓前2代蜘蛛俠男女主角都現身
  • 《蜘蛛俠2》概念設計圖曝光,黑貓曾計劃出現在《蜘蛛俠4》中
    蜘蛛俠是漫威的超人氣角色,除了漫畫和動畫熱門以外,以蜘蛛俠為主題的電影更是被是拍攝多部,這其中就有託比·馬奎爾版《蜘蛛俠》三部曲、安德魯·加菲爾德版《超凡蜘蛛俠》兩部曲、湯姆·赫蘭德版《蜘蛛俠》兩部曲。蜘蛛俠在MCU電影中也曾多次登場。
  • 綠魔、章魚博士這類經典反派會出現在漫威蜘蛛俠系列中嗎?難!
    如果說之前漫威和索尼合作共享蜘蛛俠的IP時,蜘蛛俠支線中的類似「章魚博士」、「綠魔」甚至是「邪惡六人組」這類的設定,還有機會上線漫威電影宇宙的話,那麼,在索尼自己準備構建「索尼漫威角色宇宙」(SUMC)之後,可能性就很低,甚至是幾乎為0了。
  • 綠魔、章魚博士等老反派能否加入漫威電影宇宙?
    當年索尼其實不僅是買下了蜘蛛俠這一個角色的電影版權,還買下大約900個與蜘蛛俠有關的角色。綠魔、蜥蜴博士、章魚博士、禿鷲、神秘客、毒液、黑貓、銀貂、吸血鬼莫比亞斯、獵人克萊文、等很多漫威角色的電影版權都在索尼。
  • 章魚博士加盟《蜘蛛俠3》,二代加菲也確認回歸?三代有望同框
    12月9日,有外媒稱,在託比·馬奎爾版《蜘蛛俠2》中飾演章魚博士的阿爾弗雷德·莫裡納加盟荷蘭弟版《蜘蛛俠3》,此前已有不少來自安德魯·加菲爾德版和託比·馬奎爾版中的經典角色確定會出現在荷蘭弟版《蜘蛛俠3》。