对于数百万行动不便的美国人而言，制作披萨这样的日常任务，远比在食材间做选择更具挑战性。近日，弗吉尼亚理工大学的研究人员传来好消息，他们研发出一种配备新型辅助抓手的机械臂，可助力残障人士完成包括制作披萨在内的复杂日常任务，相关研究结果发表于《软体机器人》杂志，旨在提升行动不便者的独立性。

机械工程副教授迪伦·洛西和迈克尔·巴特利特主导此次研发，他们致力于开发能模仿人类用户动作的新工具。洛西表示：“若要为人们提供助力机器人，它需与人类执行任务的方式相契合，让机器人动作成为人类自然动作的延伸，且系统要用户友好、直观。”

在超60万美元资金支持，以及Maya Keely和Yeunhee Kim等研究生研究人员的协助下，该团队成功发明新型抓手。此抓手能力出众，可抓取和移动从一粒沙子到一大壶水等大小各异的物体，披萨配料也不在话下。

机器人技术在助力残障人士完成日常任务、提升独立性方面潜力巨大，但胜任多样任务并非易事，尤其在晚餐制作上。食物种类繁多，大小、形状和质地千差万别，同一机器人即便能打开酱汁罐，撒磨碎奶酪时也可能困难重重。

在近期研究中，团队对机器人编程，使其能通过类似电子游戏操纵杆接收指令，并借助人工智能解读指令、理解人类意图，进而完成剩余任务。团队先以制作圣代冰淇淋开启趣味尝试，然而首次尝试并不顺利。洛西解释，传统机器人抓取方式在捏取糖屑、棉花糖等小物件时效果不佳，问题部分出在机器人夹持器材料上。纯软材料夹持器难以抓取不规则或较重物体，硬材料夹持器则无法抓取小件或成组物品。

为此，洛西和巴特利特的团队将刚性机器人与柔性夹持器结合，利用巴特利特在软质材料和独特粘合剂方面的研究成果，开发出“可切换粘合剂”技术。巴特利特称，这种粘合剂既能牢固吸附物体，又可随时释放。团队为机械手设计柔软气泡状指尖，接触物体时放气形成粘合，加气则解除粘合。借助可切换粘合剂，机器人成功制作出撒有糖屑的圣代冰淇淋。

披萨成为团队挑战的下一个目标。巴特利特称，让机械臂与人类协作制作披萨，对系统各方面都是考验。披萨饼底和奶酪大小不一，酱汁和配料质地不同，且每个人对披萨配料需求个性化，这要求人类和机器人协调配合，机器人利用所学知识制作出操作员想要的披萨。最终，在人类指令下，机器人手拿起硬金属披萨盘，铺开软质披萨饼皮，撒上酱汁、意大利辣香肠、辣椒、橄榄和奶酪，粘性指尖助力其成功完成披萨制作。

这一烹饪成就凸显了美国国家科学基金会资助的核心目标——从根本上推进机器人技术，让残疾人能够执行更广泛的任务。洛西表示，长远来看，团队希望创造出能拾取任何物体的机器人，无论物体软硬、大小或材质如何，若机器人能助力完成日常任务，如制作午餐或圣代冰淇淋，那将极大地改善残障人士的生活。

更多信息： Maya Keely 等人，《结合和解耦刚性和柔性夹持器以增强机器人操控》，《软体机器人》(2025)。