新型机械手让深海潜水员能够抓握和刺激

新型遥控机械手将使深海潜水员能够像在空中一样轻松地处理和感受水下物体。这可能会改变深海作业，从海洋生物学到管道维修。

潜水深度低于 300 英尺时，必须穿戴大气潜水服 (ADS)。大气潜水服是一种人形硬壳，可以包裹潜水员，使他们能够在正常压力下呼吸空气。在过去的一个世纪里，大气潜水服在某些方面变得更加复杂，但他们仍然拥有原始的龙虾状爪子，称为抓握器，而不是手。

深海的巨大压力使得手套无法使用，但抓取器却笨拙而笨拙。一位操作员将它们比作使用筷子。要达到任何专业水平都需要大量的练习，即使如此，也只有一种可能的动作或“自由度”，即张开或闭合爪子。缺乏接触使得抓取器很难拾起形状不规则的物体，抓取器也无法握住钻头和锤子等普通工具。一切都需要大量工作，有些工作根本无法完成。

直到现在。马萨诸塞州剑桥的 Vishwa Robotics 公司为美国海军开发了一款类似人类的深海机械手，名为 Vishwa Extensor。首席执行官 Bhargav Gajjar 表示，Extensor 之所以这样称呼，是因为它可以在极端环境下扩展人类的操作能力。与抓握器不同，它的使用非常直观，由带有力反馈的手套式控制器操作，因此用户可以根据需要尽可能牢固地抓握。

“静水压力是一切事物中最可怕的因素。”

Gajjar 指出，Extensor 不是钢铁侠式的外骨骼，因为它远离操作者的手；也不是假肢，尽管它与两者有一些共同之处。它是一只灵巧的遥控机械手。Extensor 的外部类似于人手，但内部是适应深海压力的执行器和机器人机制的复杂排列。

“静水压力是一切的魔鬼。它会让每一个表面都变形，”Gajjar 说。“如何绕过它，同时仍让人体抓取器正常工作，这是主要挑战之一。”

伸肌目前有两根手指和一根拇指。Gajjar 人类手上的最后三根手指往往一起移动，而额外的手指对提高性能几乎没有什么作用。手指本身比抓握器灵活得多，每根手指和拇指都有四个自由度，再加上手腕的三个自由度，提供了抓握和操作手动工具的灵活性。

操作者可以使用扳手或拿起螺母并将其连接到螺栓上，而对于抓握器来说，这非常困难。具有挑战性的任务（例如在水下救援期间打开潜艇上的舱口）变得简单。伸肌甚至可以操作钻头或其他电动设备上的扳机，而对于抓握器来说，由于缺少多个手指和相对的拇指，这是不可能的。

除了将它们安装到潜水服上，海军还计划将巨型机械臂和 Vishwa 伸肌器安装到无人潜艇上，以便潜水更深。操作员留在船上，通过视频和触觉连接触摸和操纵深海物体。这将有助于海军执行扫雷、坠机打捞和打捞等任务。

拥有类似人类手指的水下航行器

未来几个月，Vishwa Extensor 将在 Vishwa Robotics 的测试池中进行首次水下测试，为深水测试做准备。最新测试计划在海军实验潜水部队的深海模拟舱中进行。

这项技术将使从事建筑、检查和打捞的商业潜水员受益。在现有的 ADS 中添加 Vishwa 伸肌器将使水下焊接或操作凿锤等常规工作更快、更安全。在海洋考古学和生物学领域，Vishwa 伸肌器的精细操作是一大进步。目前，从海底捞起脆弱的海洋生物是不可能的。

Gajjar 表示，底层技术在水下也同样有价值。国际空间站上的任何详细工作都需要宇航员进行费力且具有潜在风险的舱外活动 (EVA)；遥控宇航服可以更快准备好，工作时间更长。涉及辐射或化学品泄漏的灾难处理也可以从有效的远程处理中受益。但这双手将在水下首次亮相。

“‘最后边疆’的远程操作问题终于解决了，”Gajjar 说道。“会游泳的人类化身、拥有类似人类手指和人类手部触觉的水下航行器最终将到达地球的最深处，并带来惊人的发现。”