Soft robotic hands and grippers are increasingly attracting attention as robotic end effectors. Compared with their rigid counterparts, they are safer for human-robot and environment-robot interactions, easier to control, and more compliant, and they cost and weigh less. Design studies of soft robotic hands have focused mostly on the soft fingers and bending actuators. However, the palm is also an essential part in grasping. In this work, we propose a novel design for an inexpensive soft humanoid hand with pneumatic soft fingers and a soft palm. The configuration of the soft palm is based on a modular design that can be applied to actuate different kinds of existing soft fingers. The splaying of the fingers, bending of the whole palm, and abduction and adduction of the thumb are implemented by the palm. Moreover, we present a new design of soft finger, called the hybrid-bending soft finger (HBSF), that can both bend in the grasping axis and deflect in the side-to-side axis, achieving human-like motion (Figure 1). The functions of the HBSF and soft palm are evaluated both in simulation, using the Simulation Open Framework Architecture (SOFA) framework, and experimentally. Six finger designs with 1-11 longitudinal segments are analyzed. The versatility of the soft hand is evaluated and demonstrated experimentally by its grasping of objects according to Feix's taxonomy. The results demonstrate a great diversity of grasps, with 31 of the 33 grasp types of the taxonomy performed successfully with the proposed design, showing promise for grasping a large variety of objects with different shapes and weights.

中文翻译：

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仿人软掌的新型软机械手设计：实现多样化的抓握

作为机器人末端执行器，柔软的机器人手和抓手越来越受到关注。与刚性对应物相比，它们在人机交互和环境与机器人交互方面更安全、更容易控制、更合规，并且成本和重量更轻。软机械手的设计研究主要集中在软手指和弯曲致动器上。然而，手掌也是抓握中必不可少的部分。在这项工作中，我们为具有气动软手指和柔软手掌的廉价柔软人形手提出了一种新颖的设计。软掌的配置基于模块化设计，可应用于驱动不同种类的现有软手指。手指的张开、全掌的弯曲、拇指的外展和内收都是靠手掌来实现的。而且，我们提出了一种新设计的软手指，称为混合弯曲软手指（HBSF），它既可以在抓握轴上弯曲，也可以在左右轴上偏转，实现类人运动（图 1）。HBSF 和软手掌的功能在模拟、使用模拟开放框架架构 (SOFA) 框架和实验中进行评估。分析了具有 1-11 个纵向段的六指设计。根据 Feix 的分类法，通过抓握物体来评估和实验证明软手的多功能性。结果证明了抓取的多样性，33 种抓取类型中的 31 种通过所提出的设计成功执行，显示出抓取具有不同形状和重量的各种物体的前景。既可以在抓取轴上弯曲，也可以在左右轴上偏转，实现类人运动（图 1）。HBSF 和软手掌的功能在模拟、使用模拟开放框架架构 (SOFA) 框架和实验中进行评估。分析了具有 1-11 个纵向段的六指设计。根据 Feix 的分类法，通过抓握物体来评估和实验证明软手的多功能性。结果证明了抓取的多样性，33 种抓取类型中的 31 种通过所提出的设计成功执行，显示出抓取具有不同形状和重量的各种物体的前景。既可以在抓取轴上弯曲，也可以在左右轴上偏转，实现类人运动（图 1）。HBSF 和软手掌的功能在模拟、使用模拟开放框架架构 (SOFA) 框架和实验中进行评估。分析了具有 1-11 个纵向段的六指设计。根据 Feix 的分类法，通过抓握物体来评估和实验证明软手的多功能性。结果证明了抓取的多样性，33 种抓取类型中的 31 种通过所提出的设计成功执行，显示出抓取具有不同形状和重量的各种物体的前景。HBSF 和软手掌的功能在模拟、使用模拟开放框架架构 (SOFA) 框架和实验中进行评估。分析了具有 1-11 个纵向段的六指设计。根据 Feix 的分类法，通过抓握物体来评估和实验证明软手的多功能性。结果证明了抓取的多样性，33 种抓取类型中的 31 种通过所提出的设计成功执行，显示出抓取具有不同形状和重量的各种物体的前景。HBSF 和软手掌的功能在模拟、使用模拟开放框架架构 (SOFA) 框架和实验中进行评估。分析了具有 1-11 个纵向段的六指设计。根据 Feix 的分类法，通过抓握物体来评估和实验证明软手的多功能性。结果证明了抓取的多样性，33 种抓取类型中的 31 种通过所提出的设计成功执行，显示出抓取具有不同形状和重量的各种物体的前景。根据 Feix 的分类法，通过抓握物体来评估和实验证明软手的多功能性。结果证明了抓取的多样性，33 种抓取类型中的 31 种通过所提出的设计成功执行，显示出抓取具有不同形状和重量的各种物体的前景。根据 Feix 的分类法，通过抓握物体来评估和实验证明软手的多功能性。结果证明了抓取的多样性，33 种抓取类型中的 31 种通过所提出的设计成功执行，显示出抓取具有不同形状和重量的各种物体的前景。