操作与抓取

力封闭

力封闭,是判断一次抓取能否真正握住物体的黄金标准:它要问的是,手的接触点借助摩擦,能不能顶住你施加的任何力或扭转,无论方向如何。如果答案是肯定的,那物体就被完全固定住了——你尽管去摇它、拽它、转它,抓取都不会松开。“封闭”意味着这些接触点合在一起,把每一条可能的逃逸路线都堵死了;“力”则意味着它们靠按压和握紧来做到,而摩擦在其中真正出了力。

摩擦是其中的秘密配料。当指尖压在一个表面上时,它在一定限度内还能抵抗侧向滑动——就像平按在桌上的手,被推一点点才会打滑。一次力封闭的抓取,会把接触点安排得使这些摩擦力加在一起,足以对抗任意方向的拉扯,包括扭转。用两根手指用力捏住一支铅笔,就是这方面的经典例子:两个指尖处的摩擦阻止铅笔滑出来,尽管并没有什么东西从形状上把它关住。

有一处微妙之处值得知道:两个理想的点接触在平面这种二维情形里干净利落地成立,但在三维里,两个光秃秃的点无法阻止物体绕着连接它们的那条直线打转——这正是为什么用两个硬指尖捏住一支铅笔,它仍能绕自己的长轴被搓转。真实的指尖靠“软”绕过了这个问题:它把每次接触摊在一小块面上,这一小块面同时也能抵抗那种扭转。于是只要有那么两三个柔软、放置得当、按压有力的接触点,机器人就能稳稳握住极其广泛的各种形状。它正是抓取规划器最常追求的性质,是“这一抓真能抓牢”的数学承诺。

两根软指尖捏住一颗弹珠,就实现了力封闭:弹珠周围并没有任何笼子,但每个接触点处那一小块柔软的接触面能抵抗你施加的任何推、拉或扭转——包括绕着两指尖连线的那种打转。

仅靠两三个柔软接触点的摩擦,就能把物体锁住,对抗任何方向的力。

力封闭靠摩擦来固定;它的“近亲”形封闭则纯靠形状把物体关住,完全不需要摩擦。

又称
force-closure grasp力闭合