切菜、打開罐子或擺盤似乎是日常生活中的小事，但對於行動不便的人士來說，這些簡單的動作卻可能變得複雜而耗費體力。為了解決這個問題，維吉尼亞理工學院的工程師們研發出一套機器人系統，旨在幫助這些人士更好地完成日常任務，甚至能夠製作出一個個性化的比薩餅。這項最新研究展示了一個配備了自適應夾具的機器手臂，能夠輕鬆處理各種大小和質地的物品，從重的水壺到精緻的食材，無所不包。這項研究得到了美國國家科學基金會超過 60 萬美元的資助，目的是讓殘疾人士在日常生活中獲得更多的獨立性。
機器人設計的理念在於，若要為某人提供能夠幫助他們的機器人，則必須將其操作方式與人類執行相同任務的方式相連結。這樣可以讓機器人的動作更像是人自然動作的延伸。事實上，機器人在執行需要靈活性的任務時常常會遇到困難。例如，能夠握住番茄醬瓶的工具，卻無法輕易地拾起刨好的起司。在最初的測試中，機器手臂在製作冰淇淋聖代時失敗了，因為糖果和棉花糖的處理實在過於複雜。
研究團隊發現，傳統機器人通常是用夾緊的方式來操作物品，這對於較大、較堅固的物品是有效的，但對於不規則或易碎的物品卻無法適用。為了解決這一問題，研究人員將剛性結構元素與柔性材料結合，並在指尖使用了「可切換黏合劑」，這種材料在稍微放氣時能產生強力的抓握，並在再次充氣時釋放物體。這一創新設計使得機器人能夠準確地完成聖代的製作，包括處理糖果和其他配料。
在成功處理甜點後，下一步的挑戰是製作晚餐，比薩餅的製作難度更高，包括提起金屬烤盤、擀平柔軟的麵團、塗抹醬汁以及放置各種配料如意大利香腸和橄欖等。為了應對這一挑戰，研究人員引入了一種類似於遊戲控制器的搖桿式控制器，讓機器人能夠通過人工智慧解讀人類的操作，並智能地完成餘下的任務。研究生 Maya Keely 和 Yeunhee Kim 參與了這一協調系統的改進。最終，機器人成功地與人類合作，製作出完整的比薩餅，包括餅皮、醬汁和各種配料。
遠期的目標是打造能夠拾起任何物品的機器人，這將對於需要機器人協助日常任務的人士帶來巨大的便利，無論是幫助準備午餐還是製作自己喜愛的甜點。這項研究的成果已經發表在《柔性機器人學》期刊上。
