3D打印“钢琴手”奏出华美乐章

弹奏钢琴的未必是优雅的钢琴师，也可能是冰冷的机械手。日前，英国剑桥大学研究团队通过3D打印技术仿真人体手部结构，制造出“钢琴手”，只需控制手腕移动，就能弹奏简单的钢琴曲。相关研究成果发表在《科学机器人》杂志上。

新型机械手在设计上充分仿真了人手的结构，每根手指上有3～4个关节，并模拟了不同部位所需的软硬程度。每只手指上并不需要单独的电机进行控制，而是通过与琴键接触时机器手不同部位的软硬变化的“被动”反应。

研究人员使用3D打印技术制作机器手，通过将不同比例的硬塑料和软橡胶混合，生产具有不同硬度的韧带和关节，将其组装成仿真手后再连接到普通的工业用机械臂上。研究人员编写程序控制机械臂运动，模拟手腕带动手指在钢琴上弹奏乐曲。研究人员将钢琴演奏分解成三类动作：单指敲击，跳跃和拇指滑动，并且使用了三段音乐来衡量机器手的能力。实验发现，与许多现有机器手相比，新型机器手在音量控制、拇指移动、弹奏断音和连音方面都表现出了极佳的灵活性。

几十年来，科学家们一直在制造机械手，以往的机械手往往采用复杂的刚性机械结构，并安装繁琐的电机驱动系统，剑桥研究团队颠覆了这一传统设计理念。論文第一作者、剑桥大学休斯表示，人类的智能不仅体现在大脑上，还分布在全身各处，尤其是各种复杂的身体结构和人体力学，团队的最终目标是创造一种具有表现力的钢琴机器人。