可延展弯曲的软结构使机器人手臂更加灵活拥有更多自由度
延展性机器人的想法来自于认识到，大多数串行机器人手臂具有6个或更多的自由度（DoF）（通常是旋转关节），但通常执行的任务仅需要2个或3个自由度。能够实现灵活性和适应任务但保持低自由度系统的简单性的机械臂的想法，以及快速开发用于医疗应用的可变刚度连续体机器人的想法，启发了我们发展可延展的机器人概念。
图片：伦敦帝国理工学院，可弯曲的结构使您可以根据需要执行的任务来重新配置该机械手。
大多数机械手是由长直管和活动关节的某种组合构成的。这不足为奇，因为我们的四肢都是以相同的方式构造的，这是巧妙而高效的设计。通过添加更多的管子和关节（或自由度），可以提高机械臂的多功能性，但代价是复杂度，重量和成本也会增加。
在ICRA，伦敦帝国理工学院REDS实验室的研究人员以尼古拉斯·罗哈斯（NicolasRojas）为首，介绍了一种围绕可锻结构而不是刚性结构构建的机器人的设计，使您无需增加额外度数就能提高手臂的通用性。自由。这个想法是，您不再受制于静态管和关节，而可以重新配置机器人，以完全按照所需的方式进行设置，改。
在该臂的可弯曲部分的内部是一层又一层的聚酯薄膜片，将其切成薄片并彼此堆叠，从而使每个薄片与至少11个其他薄片重叠或重叠。聚酯薄膜很滑，在大多数情况下，襟翼可彼此平滑移动，从而可以调节手臂的形状。襟翼密封在乳胶膜之间，当空气从膜，它们相互向下压，使整个结构变硬，将其自身锁定为您放入的任何形状。
图片：伦敦帝国理工学院机器人的可延展部分由一层聚酯薄膜片组成，这些薄片被切成可相互平滑移动的挡板，让您调整手臂的形状。襟翼密封在乳胶膜之间，当空气从膜，它们相互向下压，使整个结构变硬，将其自身锁定为您放入的任何形状。
该系统的优点在于，它是一种软机器人和刚性机器人的组合，您可以获得软系统的灵活性（物理的和自由度的），而不必处理所有的控制问题。它比任何一种都更加机械复杂（就像混合系统一样），但是可以节省成本，尺寸和重量，并减少所需的执行器数量，这往往是故障点。您确实需要处理和维持真空，而可延展的臂并不是完全刚性的，但根据您的应用，这些折衷很容易就值得。
目前，可延展链节的最大刚度比等效的实心钢制刚性链节要弱得多，这是我们关注的重点领域之一，因为运动精度和准确性受到影响。我们创建了现有最大的可变刚度连杆，长度约为800毫米，直径为50毫米，适用于具有延展性的机器人，适用于中小型工作空间。我们目前对这种精度的评估结果是好的，但是由于在，因此在整个可延展链节上获得均匀的刚度可能会出现问题。正如我们的SCARA拓扑结果所证明的那样，这可能会产生轻微的结构变化，从而导致精度降低。
当前，我们使用运动跟踪来计算机器人拓扑，并在机器人的关节上放置标记。通过使用距离几何，我们便能够获得机器人的正向和反向运动学，我们可以使用它们来控制机器人的末端执行器（抓爪）。理想情况下，将来我们希望开发一种不再需要使用运动跟踪摄像机的系统。
至于机器人自身的重新配置，我们称其为固有延展性链接，已经证明了许多控制连续体结构的方法，例如使用正压或通过肌腱线，，而不仅仅是关节位置，是解决的重要障碍。但是，我们希望看到可塑性机器人的未来发展可以解决这个问题。
对我们来说，完善机器人的运动学以实现一个强大而完整的系统，使用户可以协作重塑机器人，期的精度，这是我们当前的主要目标。可延展的机器人是我们引入的一个崭新领域，因此为开发和优化提供了许多机会。在未来的几年中，我们希望看到其他研究人员与我们一起解决这些问题。
可延展的机器人能够完成多个传统任务，例如拾取和放置或垃圾箱拣选操作，而无需在每个任务中不直接使用额外的大量关节，因为可延展的机器人提供了机械臂的灵活性链接。这导致总体上更小的外形尺寸，包括机器人的重量和占地面积，以及由于需要更少的关节而降低了动力需求和机器人成本，。这使该机器人成为其中任何因素都至关重要的场景的理想选择，例如在太空机器人中（节省的每一公斤都是至关重要的）或在康复机器人中，降低成本可以促进采用。