中国地质大学武汉赖旭芝教授团队在《Nature》子刊发表仿人手指研究成果

中国地质大学自动化学院赖旭芝教授团队成功设计出一款结构紧凑、性能优异的刚-柔-软结构仿人手指。近日，该研究成果在《Nature》子刊《Nature Communications》上发表。

据了解，该项研究由中国地质大学自动化学院“智能机器人系统实验室”团队完成，团队负责人为赖旭芝教授，核心成员包括王亚午教授、孟庆鑫教授、吴俊东教授、张盼副教授与闫泽副教授。近年来，该团队持续致力于先进智能机器人的设计、建模与控制研究，覆盖气动、介电弹性体、液晶弹性体、磁驱动及液态金属机器人等多个前沿方向。

目前，研发兼具高承载能力、良好灵活性与安全可靠性，并适用于超薄、超脆物体的仿生手指仍面临诸多挑战。受人类手指刚柔相济结构的启发，该团队创新提出刚-柔-软一体化设计理念，研制出由刚性管状骨骼、柔性关节弹簧、气动薄膜驱动器与软体硅胶皮肤组成的仿人手指。该设计不仅保证了结构的刚度、稳定性与轻量化，还赋予手指出色的抗非自然变形能力与柔顺输出力，外层软硅胶皮肤进一步提升了设备的安全性、平滑度与耐用性。

同时，为验证其综合性能，该团队开展了一系列抓取实验。双指与三指抓持器在多种物体上均表现出卓越的抓取能力，可稳定抓取质量从12.1克至1254.5克不等、厚度从0.01厘米薄纸到24.3厘米大气球的多样物体，包括小番茄、生鸡蛋黄、卷心菜、A4纸、铅笔等，展现出广泛的对象适应性。

此外，在精细操作实验中，双指抓持器对极易破损的豆腐进行了连续20次无损抓取，抓取前后豆腐质量损失不足初始质量的1.5‰，表面无压痕；对薄脆薯片的多角度抓取也实现了无断裂、无掉落，体现出高顺应性与稳定操控能力。

赖旭芝表示:“该刚-柔-软结构仿人手指具有结构简洁、成本低、适应性强等优势，能够在复杂环境中实现对多种物体的稳定、安全、灵巧抓取，不仅有望成为人类手指的有效替代方案，也为医疗康复、智能服务、智慧农业等机器人高敏作业场景提供了新的技术路径。”