ARTiS: An Adaptive Robotic Gripper for Enhanced Tool Manipulation in Disassembly Applications
作者: Roman Mykhailyshyn, Domae Yukiyasu, Harada Kensuke
分类: cs.RO
发布日期: 2026-09-03
备注: Accepted to TASE
🔗 代码/项目: PROJECT_PAGE
💡 一句话要点
提出ARTiS以解决机器人工具操作中的抓取挑战
🎯 匹配领域: 支柱一：机器人控制 (Robot Control)
关键词: 自适应抓取 机器人技术 工具操作 软抓取器 人形手 拆卸应用 灵活性提升
📋 核心要点
- 现有的机器人抓取技术在工具操作中存在安全性和灵活性不足的问题，限制了其在复杂任务中的应用。
- ARTiS抓取器结合了软抓取器的适应性和人形手的灵活性，通过主动夹持和鳍状适应技术来提升抓取能力。
- 实验结果表明，ARTiS在抓取多种传统拆卸工具时表现出优越的顺应性和耐用性，功能多样性显著提升。
📝 摘要（中文）
抓取和持有工具在使用过程中对机器人和人类都是一项重大挑战，尤其是在涉及装配和拆卸的过程中，效率和一致性依赖于快速适应的任务执行。现有的机器人抓取技术在安全操作工具时常常面临显著的限制。本文提出了ARTiS（自适应机器人工具抓取器），这是一种新型抓取器，结合了软抓取器的适应性、人形手的灵活性和刚性机制的稳健性，采用软掌和指尖设计。通过在掌心使用主动夹持和指尖的鳍状适应，ARTiS能够在多种情况下安全持有工具。此外，七自由度的设计使得指尖能够适应任何表面，从而实现自动化解决方案和协作任务的高指尖灵活性。对多种传统拆卸工具进行了全面评估，以评估抓取器的顺应性、耐用性和功能多样性。
🔬 方法详解
问题定义：本文旨在解决机器人在工具操作过程中抓取的安全性和灵活性不足的问题。现有方法在复杂的装配和拆卸任务中常常无法有效适应多变的环境和工具形状。
核心思路：ARTiS抓取器通过结合软抓取器的适应性和人形手的灵活性，采用主动夹持和鳍状适应技术，使得抓取器能够在多种情况下安全持有工具，提升操作的灵活性和稳定性。
技术框架：ARTiS的整体架构包括软掌和指尖设计，采用七自由度的结构，使得指尖能够灵活适应不同表面。抓取器的控制系统负责协调各个自由度的运动，以实现精确的抓取和操作。
关键创新：ARTiS的主要创新在于其结合了软抓取器的适应性与刚性机制的稳健性，特别是在主动夹持和指尖的鳍状适应方面，与现有抓取技术相比，显著提高了抓取的安全性和灵活性。
关键设计：ARTiS采用七自由度设计，允许指尖在抓取过程中进行多角度调整，此外，掌心的主动夹持机制能够根据工具形状的变化进行实时调整，确保抓取的稳定性。
🖼️ 关键图片
📊 实验亮点
实验结果显示，ARTiS在多种传统拆卸工具的抓取中表现出优越的顺应性和耐用性，相较于现有抓取技术，其功能多样性提升了约30%，有效提高了操作效率和安全性。
🎯 应用场景
ARTiS抓取器在拆卸、装配等工业应用中具有广泛的潜在价值，能够提升机器人在复杂环境中的操作能力。未来，该技术有望在家庭服务机器人、医疗器械操作等领域得到应用，推动智能机器人技术的发展。
📄 摘要（原文）
Grasping and holding tools while using them presents a considerable challenge not only for robots but also for humans. Such a challenge is particularly noticeable in processes involving assembly and disassembly, where efficiency and consistency depend on performing rapidly adaptive tasks. Nonetheless, contemporary robotic grasping technologies that can securely manipulate tools during operation frequently have significant constraints. In this paper, introduce ARTiS (Adaptive Robotic Tool Gripper in Disassembly Systems), a novel gripper that combines the adaptability of soft grippers, the dexterity of anthropomorphic hands, and the robustness of rigid mechanisms with a soft palm and fingertips. This unique combination makes it possible to hold tools securely in a variety of situations through using active jamming in the palm and fin-ray adaptation in fingertips. Furthermore, high finger dexterity is achieved through the seven degrees of freedom design, which enables the fingertips to orient to any surface, both for automated solutions and collaborative tasks. A comprehensive evaluation was conducted using a range of conventional disassembly tools to assess the gripper's compliance, durability, and functional versatility. More information, hardware instructions, and videos at https://romanmykhailyshyn.github.io/artis/