据外媒报道，德国萨尔大学（Saarland University）的研究人员研发了一款新型机器人抓取系统，其能耗降低了90%。该款新型机器人采用形状记忆合金（SMAs）制成，具备高效节能、运行安静且轻量化等特点。

机器人夹具（图片来源：萨尔大学）

目前，大多数工业机器人都需要消耗大量的电力且经常长时间运行，导致生产成本上升。传统的机器人夹具通常依赖压缩空气（气动系统），此种系统需要大量的能源，噪音大且体积大，难以适应环境，而且与人类近距离互动时也不安全。此类系统被应用于执行多种任务，包括将工具固定位置、插入组件、组装印刷电路板以及移动、装载或卸载零部件。

萨尔大学在一篇介绍新型机器人抓取系统的新闻稿中写道：“上述系统通常很重，其活动部件也会随着时间的推移而磨损，而且往往都是执行恒定且高度重复的运动模式。此种现有技术限制了其微型化的程度，导致具备较小抓取点的小型抓取系统难以实现。”

智能且节能的夹具

该大学表示，传统的机械臂很僵硬，而且难以快速重新编程，因而导致在生产线上与人类工人协作时存在安全问题。不过，由萨尔大学Stefan Seelecke和Paul Motzki教授研发的机器人夹具有望提供一个亟需的解决方案。

SMA由特殊合金（镍钽）制成，可记忆其原始形状。当SMA接触到小电流时，该金属会升温并收缩。当关闭电流时，该金属会冷却并恢复至原始形状。此类材料被加工制成0.5毫米厚的线束，每根线束可以在不发生断裂的情况下，提起22磅（10千克）的重量。

据该研究团队所说，在现有的执行器技术中，SMA的能量密度最高，可以在紧凑的尺寸下实现强大的机械运动。科学家们利用超细的SMA线束研发了机器人夹具，此类线束与人造肌肉的表现一样，当被施加电脉冲时，线束会收缩，进而产生运动。

此外，该团队还研发了一种下颚夹具和真空夹具，用于测试该项技术。其中，下颚夹具呈钳状，能够快速且精准地夹持工件，并且无需持续使用电力。而真空夹具则由带有吸盘的柔性手指构成，通过SMA肌肉控制翻转一个小圆盘，产生真空吸力，且仅需短脉冲供电。

可以即时适应

该技术的核心在于，其只需要短暂的电力，以电脉冲的形式供电，无需持续供电。一旦抓住了一个物体，就无需额外的能量来维持抓握状态。此类夹具不仅非常节能，而且在运行过程中无需使用额外的传感器。此外，SMA线束通过电阻变化和人工智能（AI）技术驱动的控制来提供位置反馈。

此种设计让该款夹具变得更紧凑且轻量化，便于集成至狭小空间，并且更有利于在工人周围安全使用。此外，此种夹具易于编程，能够很快适应不同的物体形状和任务，甚至可以“即时调整”，而且不配备嘈杂的压缩空气或会磨损的机械零部件，因而也适用于洁净室环境。

该技术通过大幅降低能耗，让机器人变得更具通用性、更为紧凑且更有利于工人使用，显著降低了工业制造的成本和环境影响。此外，其还解锁了此前因传统机器人夹具在尺寸、重量和能耗方面的要求而无法实现的应用。