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2019-01-01機器手也能彈出簡單的樂句？被動運動模式的精妙演繹
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【本刊訊】鋼琴演奏未來或許不再只是人類的專利。近日在英國劍橋大學（University of Cambridge）的研究團隊發表於《科學機器人》（Science Robotics）的研究，團隊利用3D列印技術製做出一隻機器手，且只要利用其手腕動作的引導，便能彈出幾個簡單的樂句。
劍橋大學的研究團隊所開發出的機器人手是透過3D列印技術，以具有柔軟及剛性特質的材料所製作而成，其模擬的目標分別為人類手中的韌帶及骨骼結構，而非利用人類的肌肉與肌腱部位。儘管與真正的人類手臂相比，該機械手有許多的移動範圍限制，但研究人員發現這項機械設計仍舊可以做出許多出乎意料的手部動作。
因機械手的手指無法個別獨立地移動，這個被稱為被動（passive）的手部運動方式依然可以模仿出不同風格的鋼琴演奏方式，且不需改變機械手臂的材料設計與機械特性。研究團隊表示，這支機械手的設計能夠以耗費最少的能量，並展現出更加自然的手部運動。動物與機器的四肢複雜運動動作源於大腦及控制裝置之間的相互協調作用。因此系統中的機械特性和設計對於人工智能非常重要，並可以幫助動物與機器的四肢以複雜的方式移動且不會消耗不必要的能量。
研究人員表示，這種被動、不直接的運動方式未來可以讓機器人做出各種動作，例如步行、游泳甚至是飛行。這項人工智能的機械設計能夠以最低的成本做出最大範圍的運動方式。在過去的幾年中，由於3D列印技術的發展，柔軟的組件已開始運用於機器人的設計之中，這也使研究人員能夠增加機器人運動的複雜程度。
人類的手部結構非常複雜，如果要在機器手上完整呈現人類的手部運動將會是一項巨大的挑戰。時至今日，即便是設計最精巧的機械手仍然無法如同人類孩童的手臂輕鬆地做出靈活的操作。研究人員表示，當時做這項研究，也是希望能具體了解人體的運作模式。
研究人員表示，這項全新的機械設計能夠改變未來製造機器人的方式，並讓機器人四肢的操控能有更加類似人體結構的靈活動作。或許將來機器人將能勝任需要精細動作的工作，例如進行外科手術或是處理易碎物品。
新聞來源
J. A. E. Hughes, P. Maiolino and F. Iida, An anthropomorphic soft skeleton hand exploiting conditional models for piano playing, Science Robotics, 2018.