過往幾十年里，多指靈巧手作為一種特殊的機(jī)器人末端執(zhí)行器，研發(fā)人員一直致力于將其開發(fā)成商用J別的設(shè)備并普及到市場當(dāng)中。目前，多指靈巧手在實(shí)際執(zhí)行復(fù)雜的操作中仍然會(huì)遇到許多挑戰(zhàn)。盡管在人工智能算法的加持下，多指靈巧手的“軟實(shí)力“已經(jīng)不成問題，但是在硬件問題上，多指靈巧手仍有許多限制（Zeng et al., 2018）。本文將從外觀設(shè)計(jì)、手指布局、傳感設(shè)計(jì)及軟件和通信等方面，介紹多指靈巧手DoraHand的特點(diǎn)。

常見的靈巧手都采用模擬人手形狀的外觀設(shè)計(jì)，但目前學(xué)術(shù)上對于人手形態(tài)的靈巧手是否是佳的應(yīng)用設(shè)計(jì)，仍存在廣泛的討論。在硬件設(shè)計(jì)上有兩種方式可以讓靈巧手更加靈活：

1. 提G關(guān)節(jié)的自由度（DOFs）——可以使用更多或者更少的驅(qū)動(dòng)器，前者應(yīng)用在Shadow Hand和Allergo Hand（SimLab, 2012）等知名靈巧手中，后者的設(shè)計(jì)在Robotiq（2022）這款產(chǎn)品中也有所體現(xiàn)。對于DoraHand的設(shè)計(jì)，我們將結(jié)合實(shí)際的應(yīng)用來決定具體的設(shè)計(jì)方式；

2. 模塊化設(shè)計(jì)——模塊化設(shè)計(jì)已經(jīng)被運(yùn)用在許多硬件設(shè)計(jì)里面，這種設(shè)計(jì)方式可以J大的降低維護(hù)成本，同時(shí)可以提G產(chǎn)品的復(fù)制性。DoraHand采用了手指模塊化的設(shè)計(jì)，也是款基于手指模塊設(shè)計(jì)的多指靈巧手。

三指還是五指？

受限于驅(qū)動(dòng)器和材料，采用越多手指的設(shè)計(jì)，靈巧手整體的體積也往往也會(huì)變得更大，讓結(jié)構(gòu)變得更加復(fù)雜以及使研發(fā)和生產(chǎn)成本增G。過往的研究指出，采用三指的設(shè)計(jì)已經(jīng)可以滿足基本的物體抓取需求（Ponce and Faverjon, 1995）。下圖是常見的3指靈巧手的手指布局方式（Townsend, 2000; Schunk, 2015），所示1、2兩種三指布局，都能很好的完成特殊形狀物體的抓取，而第3種布局在旋轉(zhuǎn)上有一定的局限。綜合以上考慮，在設(shè)計(jì)D一款DoraHand時(shí)，我們采用了第1種手指的布局，給手指提供了更G靈活度的同時(shí)，也能把整體的尺寸控制在一個(gè)比較小的范圍。當(dāng)然，我們也可以基于實(shí)際需求，靈活設(shè)計(jì)2指、3指、5指等類型的靈巧手。