青少年完全用樂高積木搭建先進的機器人手臂

一名 16 歲的孩子和他的父親用樂高積木搭建的機械臂可以抓取和移動物體，表現出與占主導地位的機械臂類似的品質。

英國布里斯托文法學校的學生賈里德·萊波拉 (Jared Lepora) 14 歲時就開始和父親一起訓練手臂。 內森·萊波拉 在布里斯託大學工作。

該設備借鑒了最新的機器人手（包括 Pisa/IIT SoftHand）的原理，但僅使用 Lego Mindstorms 的現成部件，這是一系列用於構建可編程機器人的教育套件。

“我的父親是布里斯託大學的機器人學教授，我真的很喜歡（機械臂）的設計，”賈里德說。 “它只是激勵我以教育形式和樂高來做這件事。”

手由兩個使用肌腱的電機驅動，四個手指各有三個關節。由樂高離合器齒輪製成的差速器連接手指，使手指一起移動，直到接觸到物體，然後停止移動，類似於人們抓取物體的方式。

在測試中，樂高手成功抓取了九件家居用品，包括一個塑料杯和碗，以及一個重0.8公斤的毛絨玩具。

手上的一根手指可以在大約 0.84 秒內完全閉合，並在 0.97 秒內打開——大約是 3D 打印的帶有金屬軸承的 Pisa/IIT SoftHand 同類產品的兩倍。在靜態測試中，樂高手指可支撐 5 牛頓的負載並推動 6 牛頓的重量，閉合力為 1.8 牛頓，而 3D 打印版本的承重力為 8 牛頓，推力為 7 牛頓，閉合力為 2 牛頓。

“如果手是用樂高積木製成的，那麼就其功能而言，你永遠不會得到一隻手（與 3D 打印的手一樣好的手），”Nathan 說。樂高手臂也明顯更大，四個人偶長 145 毫米，寬 30 毫米。

Lego Mindstorms 已於 2022 年停產，但 Jared 表示該設備仍然可以使用各種樂高零件進行升級。 “我實現電機的方式使得拆卸它們和添加新電機變得很容易，”他說。