一个国际研究小组已经开发出一种原型机械手，它可以模拟人手的运动范围、灵活性和灵敏度。在压电机械技术和液压技术的帮助下，这种机械手有可能在要求极高灵敏度和惊人强度的应用中展示其才能。

人手真是一个奇妙的系统——在其解剖结构中，韧带、肌腱和肌肉连接着27块骨头，因此它可以做各种运动。人类的手能够以适当的灵敏度和灵活性握住小物体，如镊子，也能够以很大的力移动重物。人手有广泛的能力，包括高精度抓取。正是通过这种能力，人类可以做出特殊的行为，如写作。

为了复制这些能力，位于慕尼黑的西门子中央研究院的一个研究小组正与总部位于伦敦的影子机器人公司合作。后者专门开发拟人机械手和相关系统。

四个手指

研究人员开发出一种技术，使机械手比以往任何时候都更加灵敏和灵活。这项技术的关键是新的有线线性驱动器系统。

西门子中央研究院的核心是将安装在机械手手指上的传感器与机械手前臂上的一系列西门子执行器连接起来。这些执行器为机械手执行各种动作创造了条件。

有了这个系统，研究人员可以开发出一个有四个手指和手腕的机械手，可以在20度范围内自由移动。它可以模拟人手的所有抓取动作，与传统的两指“钳子”机械手相比，这是一个很大的进步。项目研究人员利用西门子中央研究院开发的压电液压技术原理来模拟人手的各种运动。乔治·巴赫迈尔博士说:“为了使机械手有更多不同的应用，它需要使用适当的强度和速度。只有实现了这一点，机器人才能完成需要精细运动技能的任务。”Bachmaier和他的同事iason vittorias博士和wolfgang z？ls博士在西门子中央研究院机电一体化系统研究组负责自主系统硬件的研发。

可以设置新的致动器，使其机械阻抗快速而温和地运行，从而确保安全。这样，机械手可以非常灵敏地执行非常精细的动作。在执行这些动作的过程中，影子机器人提供的传感器可以将每个关节的位置和施加在指尖上的压力等信息发送给分布在机器人手上的执行器。关键是手指上的传感器和安装在机械手前臂的西门子有线执行机构之间的连接。根据机械手的位置和施加在指尖上的压力，系统可以执行目标任务。这意味着致动器可以使手指以准确和适当的压力执行适当的动作。然而，它们也可以发挥巨大的力量，因为改变系统控制设置可以迅速改变机械手的行为，从而使致动器可以提高其强度，从而传递更多的力量。

西门子中央研究院开发的技术使仿人机械手具有类似人手的运动和反应能力。

机械手配有传感和运动技术。正因为如此，它可以摘下一朵花而不伤害它。

半自主仿人机械手可以在工业上开辟一条新路。

无限制应用

这一进步的背后是压电机械技术和液压技术的结合。特定的电压会引起压电晶体的轻微偏转。液压系统可以将这些轻微动作的作用距离扩大到20毫米。致动器的另一个优点是它有一个金属外壳，可以确保所有液压油都包含在系统中。因此，工程师只需要为执行器提供动力，而不是液压油。此外，金属外壳可以保护致动器免受环境因素的影响，例如灰尘、湿气或化学物质。

像人手这样的操作者可能会实现非常精细的动作和压力水平，这将为工业开辟许多新的可能性。例如，与自主系统相结合，配备有这种机械手的机器人系统可以在人类将受到伤害或可能陷入危险的区域执行只能由人类手工技能完成的任务。这些环境包括微芯片和半导体行业的洁净室、制药、化学和食品行业的实验室以及化学行业的潜在有害环境。

然而，机械手最广泛的应用领域可能是制造业。制造业一直使用栅栏将机器人和人类分开。随着传感器技术的发展，最先进的机器人变得更加灵敏，能够探测到人并避免受伤。随着机器人的发展，它们将逐渐走向自主。一旦装备了像手一样的机械手，它们将来很可能能够与人类并肩工作。

vittorias说:“压电机械手实现了过去只有人手才能实现的高效率和灵活性。”这一创新真正使工业环境中人与机器人的合作“触手可及”。研究人员希望在2016年底推出机械手样本。