"受動的なグリッピングおよびリリーシングの装置であって、該装置は、排出可能な密閉関係において流体の入口および出口のソースに流体的に連結された開口部を有する変形可能な膜、該膜の開口部と流体接続されて配置された、該流体の入口および出口のソースを提供する少なくとも1つのポート、および該膜内に配置された粒状材料を含むことを特徴とする装置。前記粒状材料は、該材料の流体相と固体相の間で、約5に等しい又は約5未満の体積変化率を有することによって特徴付けられることを特徴とする、請求項1に記載の装置。前記少なくとも1つのポートは、流体排出ポートおよび流体入力ポートを含むことを特徴とする、請求項1に記載の装置。前記膜との連結に関係して配置されたベースをさらに含むことを特徴とする、請求項1に記載の装置。前記膜の開口部との連結に関係して配置されたフィルターをさらに含むことを特徴とする、請求項1に記載の装置。前記少なくとも1つのポートに連結されたポンプをさらに含むことを特徴とする、請求項1に記載の装置。前記ポンプは、可逆的な作用ポンプであることを特徴とする、請求項6に記載の装置。前記ポンプは、装置の内部にあることを特徴とする、請求項6に記載の装置。前記少なくとも1つのポートに連結された圧縮流体のリザーバーをさらに含むことを特徴とする、請求項1に記載の装置。前記少なくとも1つのポートに連結された、排出されたリザーバーをさらに含むことを特徴とする、請求項1に記載の装置。前記ベース上に配置され、前記開口部に隣接する前記膜の領域のまわりで少なくとも部分的に伸びる、カラーをさらに含むことを特徴とする、請求項4に記載の装置。前記膜は、柔軟で排出可能である材料で作られることを特徴とする、請求項1に記載の装置。前記膜は、ビニール、エラストマー材料、コーティングされたクロス、ポリエステルフィルムMylar、および金属フォイルのうちの1つで作られることを特徴とする、請求項12に記載の装置。前記装置内に配置された乾燥剤をさらに含むことを特徴とする、請求項1に記載の装置。前記装置内の水分を減少させるための手段をさらに含むことを特徴とする、請求項1に記載の装置。前記膜内に配置された前記粒状材料は、1つ以上のプラスチックまたはポリマー粒子、コーヒーの出しがら、コーンスターチ、すりガラス、砂、米、おがくず、粉砕された木の実の殻、オート麦、コーンミール、金属粒子、乾燥した粉砕トウモロコシの皮、塩、種、粉砕ゴム、岩のうちの1つ又は任意の組み合わせを含む、任意のタイプの金属、絶縁、または半導体の固体から作られた小さい、個別の固体の粒体または粒を含むことを特徴とする、請求項1に記載の装置。さらに、前記変形可能な膜は、正および負の流体圧力が選択的に加えられる、複数の別々に制御された領域を含むことを特徴とする、請求項1に記載の装置。さらに、前記別々に制御された領域は、自給式であり、その各々は、粒状材料を含むことを特徴とする、請求項1に記載の装置。膜の内部に配置された内膜をさらに含む、請求項1に記載の装置であって、ここで、前記粒状材料は、よりきめの細かい材料を含み、前記内膜は、よりきめの粗い材料を含むことを特徴とする装置。グリッピングおよびリリーシングのデバイスであって、該デバイスは、複数の受動的なグリッピングおよびリリーシングの装置を含み、各グリッピングおよびリリーシングの装置はさらに、排出可能な密閉関係において流体の入口および出口のソースに流体的に連結された開口部を有する変形可能な膜、前記膜の開口部と流体接続されて配置された、流体の入口および出口のソースを提供する少なくとも1つのポート、および該膜内に配置された粒状材料を含むことを特徴とするデバイス。前記変形可能な膜の少なくともいくつかが異なる大きさを有することを特徴とする、請求項20に記載のデバイス。前記受動的なグリッピングおよびリリーシングの装置の各々が、制御可能なロボットアームに連結されることを特徴とする、請求項20に記載のデバイス。対象を掴む且つ放すための方法であって、該方法は、真空を適用することによる流体様から固体様の相転移によって特徴付けられる、適切なジャミング材料を含む受動的な万能ジャミンググリッパーを提供する工程を含み、ここで、該グリッパーは、対象が掴まれている、掴まれた状態であり、該方法はさらに、固体様から流体様の相転移を引き起こす該ジャミング材料に、正の流体圧力を加える工程を含み、ここで、該掴まれた対象は、該グリッパーから能動的に放されることを特徴とする方法。十分な正の流体圧力を加えることによって、前記掴まれた対象を取り出す工程をさらに含むことを特徴とする、請求項23に記載の方法。前記対象を接触させ、前記ジャミング材料に負の流体圧力を加えることによって、前記掴まれた対象のリリースのほぼ直後に、対象を掴む工程をさらに含むことを特徴とする、請求項24に記載の方法。前記膜を、前記対象に接触しているときに大気に放出する工程をさらに含むことを特徴とする、請求項23に記載の方法。前記掴まれた対象を放し、前記対象を掴む間に、前記正および負の流体圧力を交互に加える工程をさらに含むことを特徴とする、請求項25に記載の方法。前記掴まれた対象を放し、前記対象を掴む間に、前記グリッパーを振動させる工程をさらに含むことを特徴とする、請求項25に記載の方法。正の流体圧力を加える前記工程が、ガスおよび液体の1つを使用する工程をさらに含むことを特徴とする、請求項23に記載の方法。前記ガスが、空気、窒素、不活性ガスのうちの1つであることを特徴とする、請求項29に記載の方法。本発明の実施形態は、排出可能な密閉関係において流体の入口および出口のソースに流体的に連結された開口部;膜の開口部と流体接続されて配置された、流体の入口および出口のソースを提供する少なくとも1つのポート;および膜内に配置された粒状材料、を有する変形可能な膜を含む受動的なグリッピングおよびリリーシングの装置である。様々な限定しない態様によると:-粒状材料は、材料の流体相と固体相の間で、約50に等しい又は約50未満、より具体的には、約0.5に等しい又は約0.5未満、およびより具体的には、約0.05に等しい又は約0.05未満の体積変化率を有することによって特徴づけられ;-少なくとも1つのポートは、流体排出ポートおよび流体入力ポートを含み;-装置は、膜との連結に関係して配置されるベースをさらに含み;-装置は、膜の開口部との連結に関係して配置されるフィルターをさらに含み;-装置は、少なくとも1つのポートに連結されたポンプをさらに含み;ポンプは、可逆的な作用ポンプであり;ポンプは、装置に内部にあり;-装置は、少なくとも1つのポートに連結された圧縮流体のリザーバーをさらに含み;-装置は、ベース上に配置され、開口部に隣接する膜の領域のまわりで少なくとも部分的に伸びるカラーをさらに含み;-膜は、柔軟で、排出可能な材料で作られ;-膜は、以下の、ビニール、エラストマー材料、コーティングされたクロス、ポリエステルフィルム例えば、Mylar、金属フォイル、またはそれらの特定の組み合わせのいずれか1つで作られ得;-装置は、装置内に配置された乾燥剤をさらに含み;-装置は、装置内の水分を減少させるための手段をさらに含み;-膜内に配置された粒状材料は、1つ以上のプラスチックまたはポリマー粒子、コーヒーの出しがら、コーンスターチ、すりガラス、砂、米、おがくず、粉砕された木の実の殻、オート麦、コーンミール、金属粒子、乾燥した粉砕トウモロコシの皮、塩、種、粉砕ゴム、岩、および当該技術分野に既知の他のもののうちの1つ又は任意の組み合わせを含む、任意のタイプの金属、絶縁、または半導体の固体から作られた小さい、個別の固体の粒体または粒を含み得;-充填材fillingは、粒状材料と液体を含三重;-変形可能な膜は、正および負の流体圧力が選択的に加えられ得る、複数の別々に制御された領域を含み;-別々に制御された領域は、自給式であり、その各々は、粒状材料を含み;-装置は、膜の内部に配置された内膜をさらに含み、ここで、粒状材料は、よりきめの細かい材料を含み、内膜は、よりきめの粗い材料を含む。本発明の実施形態は、1つを超える受動的なグリッピングおよびリリーシングの装置を含むグリッピングおよびリリーシングのデバイスであり、各グリッピングおよびリリーシングの装置は、排出可能な密閉関係において流体の入口および出口のソースに流体的に連結された開口部を有する変形可能な膜;膜の開口部と流体接続されて配置された、流体の入口および出口のソースを提供する少なくとも1つのポート;および膜内に配置された粒状材料をさらに含む。様々な限定しない態様によると:-変形可能な膜の少なくともいくつかは、異なる大きさを有し;-受動的なグリッピングおよびリリーシングの装置の各々は、制御可能なロボットアームに連結される。本発明の実施形態は、対象を掴み、放すための方法である。該方法は、真空を適用することによる流体様から固体様の相転移によって特徴付けられる、適切なジャミング材料を含む受動的な万能ジャミンググリッパーを提供する工程を含み、ここで、グリッパーは、対象が掴まれている、掴まれた状態であり;および該方法はさらに、固体様から流体様の相転移を引き起こすジャミング材料に、正の流体圧力を加える工程を含み、ここで、掴まれた対象は、グリッパーから能動的に放される。様々な限定しない態様によると:-該方法はさらに、十分な正の流体圧力を加えることによって、掴まれた対象を取り出す工程を含み;-該方法はさらに、対象を接触させ、ジャミング材料に負の流体圧力を加えることによって、掴まれた対象のリリースのほぼ直後に、対象を掴む工程を含み;-該方法はさらに、掴まれた対象を放し、対象を掴む間に正および負の流体圧力を交互に加える工程を含み;-該方法はさらに、掴まれた対象を放し、対象を掴む間にグリッパーを振動させる工程を含み;-正の流体圧力を加える工程はさらに、ガスおよび液体の1つを使用する工程を含み;-ガスは、空気、窒素、不活性ガスの1つである。装置および方法の様々な他の限定しない態様によると:-膜は、柔軟になり、およそ1x10-5nm2から1x10-4nm2までの範囲の曲げ剛度を好都合に有し;-圧力差が膜にわたって維持され得るように、膜は空気などのガスを通さないべきであり;-膜は、切り込み、引き裂き、破裂、摩耗、化学的な不安定性、または他の物理的な欠陥に抵抗するべきであるが、ラテックス膜ASTMのカットレベル0-最低のカットレベル率でさえ、プロトタイプでうまく使用されてきた。耐久性のある膜は、グリッパーの寿命を長くするが、グリッピング機能を達成するのに必要ではなく;-膜とおよそ0.2を超える目標対象との間の静摩擦の係数を提供する膜材料は、特に利点があり、より高い係数は改善されたパフォーマンスを提供し;-膜は、弾性であり得るが、その必要はない。およそ10MPaから100MPaの範囲の引張係数を有する弾性膜には利点があり;-膜は、平滑面またはテクスチャ表面、またはそれらの組み合わせのいずれかを有し得る。平滑な膜面は、平滑な目標対象表面に対して押されたときに圧力差を維持することができる程度まで、真空吸引のグリッピングモードを誘発する助けとなり;-膜は、多少粘着性があり得、粘着性のレベルは、適用のために最適化され得る。0からおよそ10oz/inの幅に及ぶスチールへの付着ASTMD-3330は、正圧のグリッパーと適合性があることが示され;膜の厚さは、グリッパーの、柔軟性、耐久性、靱性、摩擦係数、および大きさなどの他の特徴を最適化することによって決定される。厚さの範囲に制限はなく、典型的な膜は、およそ0.01mmから5mmまでの厚さを有し得る。より薄い膜は、一般に、対象の幾何学的形状の細部により好適に一致するが、より厚い膜は、一般に、より頑強であり;-複合材料の膜は、例えば、エラストマーコーティングの摩擦による布状の膜の引き裂き抵抗を組み込むことによって、所望の性能を提供し得る。複合材料の膜は、上に概略されるものと同様に考慮される。グリッパーの大きさの範囲に関して:-ジャミングの原理は、スケールに依存せず;それ故、グリッパー膜の上部の大きさは、重量および耐久性の考慮によってのみ限定的され;-基本的な下部の大きさのグリッパーの制限はなく;しかしながら、顆粒状粒子の大きさおよび膜の厚さなどの追加的な要因は、結局、最終的な小型化を限定し得;-任意の形状の又は任意の組み合わせで配置されるグリッパーに基本的な上部または下部の大きさの制限はない。粒状材料に関して:-理想薬粒は、詰まりを取り除かれた状態でうまく流れ、詰め込まれた状態で堅く詰められる。10以上の因数による弾性係数の変化は、ジャミングの転移と交差するときが望ましく;-ストリングは、粒と組み合わせられ得、例えば、高硬度および高い曲げ剛度を有する複合材を生成する。充填密度filldensityに関して:-グリッパー膜を充填するために使用される粒の量は、膜の内部の自由空間を限定しようとすることと、粒が緩く詰められ、詰まりを取り除かれた状態でうまく流れることができることを確実にすることとの間のトレードオフによって管理される。自由空間があまりにも多くあると、真空が適用されるときに、膜が接触し過ぎ、弱いグリップにつながる。自由空間があまりにも少ないと、粒は、目標対象に対して同様に変形せず、これもまた弱いグリップにつながる。2/3の充填、プラスまたはマイナス2/3full,plusorminusの態様において、大きな範囲が成功し、充填密度を限定することは、膜の弾性および柔軟性に依存する。真空/正圧に関して:-グリッピングを達成するのに必要な真空の範囲は、ジャミング材料に依存する。ラテックス製の風船中の挽いたコーヒーに関して、例えば、およそ30kPaより大きな差圧すなわち、グリッパーの外側が周囲条件にある状況での気圧より下の70kPaは、有意なグリッピングを達成し始めるために必要とされる。膜の外側と内側との間の圧力差が大きいほど、グリッピングの強度は大きくなり、それは、すべての3つの把持機構が圧力差によって直接的に大きくなるからであり;-ジャミングの速度は、空気または他のガスが膜から取り除かれる比率に依存する。ジャミング速度を変えることによるグリップ性能への影響はほとんどなく;-グリッパーによって保持された対象は、グリッパー内の真空が放されるときに放され、粒状材料が詰まりを取り除かれることを可能にする。対象を放すことを超えてBeyond、グリッパーが後のグリップを実行するために十分にリセットされる前に、さらに詰まりを取り除くことが通常必要とされる。正圧は、粒状材料を流動化させることによって詰まりを取り除くプロセスを加速し、また取り出しを助けるために対象にさらなる力を与え、それは、ある距離の対象をシューティングするshootingポイントにまで及び;-正圧によって提供されるグリッパーへの必要とされる流量は、グリッパーの所望の性能および大きさに依存する。8.5cmの直径のグリッパーでの対象のシューティングに関して、例えば、およそ1L/sと10L/sの間の正の流量が必要とされた。より小さなグリッパーには、より少ない流量が必要とされ、より大きなグリッパーには、より多い流量が必要され;-対象を取り出すことなくグリッパーをリセットするために、グリッパーへ気流の体積は、流量より重要である。グリッパーへの体積は、真空焼入れの間にグリッパーから抽出された量とほぼ同じであるべきである。より多い流量でこの体積を交換することによって、所望される、粒の増加した流動化を引き起こし;-大気によってグリッパーの内部の圧力を中和するグリッパーを大気に放出することは必要ではないが、粒の動きがいくらかの気流を支配するdictateことを可能にすることによって、圧力制御の問題を単純化する。グリッパーは、対象に対して押されるときに、大気に放出されると、必要に応じて空気を受動的に受けるか又は拒絶し、流れを可能にする。ベントは、できるだけ最小限にこの気流に好都合に抵抗するべきであり;-グリッパー内の圧力の調節、例えば、真空と1Hzから100Hzまでの範囲の正圧との間での変動は、グリッパーが対象に対して押されるとともに、粒が目標対象のまわりで流れることを促進させるために使用され得;-グリッパーが対象に対して押されるとともに、粒が目標対象のまわりで流れることを促進させるために、振動が使用され得る。これらの振動を達成するための可能な方法は、偏心マスを備えた1つ以上のモーター、1つ以上の圧電要素、または粒状材料に埋め込まれた電磁式アクチュエーターを含む。振動の大きさ及び周波数に関して、1g未満=9.8m/s2から数gまでの範囲の加速度が使用され得、至適周波数は、10-100Hzの範囲である。粒が十分に沈められた乾燥した粒状材料にとってのみ重要な減湿または乾燥に関して、すなわち、膜は、粒およびその後水を少なくとも部分的に充填され、それは利点であり得;-水分は、詰まりを取り除かれた状態で流れるいくつかの粒材料の能力を減少させ得る。これらの材料に関して、乾燥剤、ドライヤー、減湿装置を使用して、または窒素などの特定ガスにシステムを閉じ込めることで、システム内の水分を除去するか又は最小限にすることが重要であり;-乾燥の手段または方法は、フィルターの領域、すなわち、グリッパーのオフボードoff-boardにおける、粒状材料例えば乾燥剤に沿って、膜内に位置付けられ得る。あるいは、乾燥剤の粒は、粒状材料自体へ混合され得る。具現化されたグリッパー装置は、粒状材料に正圧を加えるためのシステムを組み込む。正圧と負圧の組み合わせを使用して、グリッパーは、典型的に、平らな対象、柔軟な対象、または複雑な幾何学的形状を有する対象などの、従来の万能グリッパーにとっては困難である広範囲の対象を急速に掴み、放すことができる。グリッパーは、受動的に目標対象の形状に一致し、次に、それを堅く掴むために真空焼入れし、その後、正圧を使用してこの転移を逆にする、すなわち、対象を放し、変形可能な状態に戻す。正圧と負圧の両方を使用することによって、グリッパーの性能、信頼度、および速度はすべて増加する。発明者はまた、ピンポン球を50cm垂直に放つことを含む、グリッパーからの対象の速い取り出しを実証した。さらに、複数の対象は、それらの相対距離および方向を維持しながら一度に掴み、置くことができる。本発明のさらなる特徴および利点は、続く詳細な説明で述べられ、部分的に、その説明から当業者に容易に明らかになるか、または続く詳細な説明、請求項、さらに添付の図面を含む、本明細書に記載されるような本発明を実施することによって認識される。前述の一般的な説明および以下の詳細な説明の両方が、単に本発明に典型的であり、本発明の性質および特徴を理解するための概略または枠組みを請求されるように提供することが意図されることを理解されたい。添付の図面は、本発明のさらなる理解を提供するために含まれ、この明細書の一部に組み込まれ、それを構成する。図面は、本発明の様々な実施形態を示し、説明と一緒にされることで、本発明の原理および操作を説明する役割を果たす。以下の説明において、引用が、その一部分を形成する添付の図面に対してなされ、添付の図面には、実施され得る具体的な実施形態が例示によって示される。これらの実施形態は、当業者が本発明を実施できるように十分詳細に記載され、および他の実施形態が利用され得、構造的、論理的、および電気的な変化が本発明の範囲から逸脱することなく行われ得ることを理解されたい。それ故、実施例の実施形態の以下の説明は、限定する意味では得られない。本明細書で使用されるように、句万能なジャミンググリッパーは、E.Brown,N.Rodenberg,J.Amend,A.Mozeika,E.Steltz,M.Zakin,H.Lipson,H.Jaeger,Universalroboticgripperbasedonthejammingofgranularmaterial,Proc.Natl.Acad.Sci.,vol.107,pp.18809-18814,Nov.2010.に記載されるような受動的な万能グリッパーを意味する。要約すると、受動的な万能グリッパーは、粒状材料例えば、コーヒーの出しがら、砂、他のものの量を含む、弾性型の膜例えば、風船を利用する。気圧では、粒状材料は、流れる、流出する、またははねることができるような流体様の相にある。しかしながら、真空が適用されるとき、粒状材料は、固体様の相へ疑似のジャミング相転移を受け、すなわち、別のものに関する単一の粒の相対的運動は本質的にない。真空が放たれ、システムが気圧に戻るときに、粒状材料は、それ自体によってゆっくりと時間をかけて、または外部操作よってより迅速にかのいずれかで流体様の相に返る。この擬相転移は、粒状系の固有の固体-液体の双対性から生じる。図2は、受動的なグリッピングおよびリリーシングの装置100を示す。装置は正圧および負圧の両方を利用し、その結果、一旦装置が掴まれる対象に受動的に接触し、対象の形状に一致すると、充填された膜を真空焼入れするために真空が加えられ、対象を堅く掴み、続いて、正圧の1以上の破裂burstsが、流体様から固体様の相転移ジャミングを逆にするために加えられ、強制的に対象を放し、変形可能な準備完了状態に充填された膜を戻すリセットする。その最も単純な形態において、ジャミンググリッパーは、そのグリッピング作用を達成するために、負圧源に連結された排出可能な膜に含まれるいくつかの粒状材料を含むことだけが必要であり例えば、挽いたコーヒーとラテックス製の風船の組み合わせがうまくいくことが発見されたBrownetal.,id.、これは、従来のアクチュエーターが必要ではなく、グリッパーから空気を排出させるオフボードポンプのみを必要とすることを示す。典型的な態様によると、図2に示される、具現化された受動的なグリッピングおよびリリーシングの装置100は、ベース1随意、外部カラー2随意、弾性膜3例えばラテックス製の風船、膜内の粒状の充填材料4例えばコーヒーの出しがら、空気フィルター5随意、真空ラインポート6、正圧ポート7、および循環ポンプP例えば、可逆的なローラーポンプ;随意を含む。示されるように、膜3は、ベース1と、気密排気可能なシールを生み出すカラー2の間でつままれる。限定されないが、クランピング、接着、および当該技術分野に既知の他のものを含む、他の密封装置および方法も、効果的に利用され得る。この典型的な実施形態において、ベースおよびカラーは、3D印刷したプラスチックから製造され、これによって、ベースの複雑な内部構造が可能になる。随意のカラーは、それが対象に一致するために、グリッピング/リリースの装置を誘導するのを助けるような、設計の有利な要素であり、これによって、対象の縦面上の表面接点を増加させ、インターロックするグリッピングモードの可能性を最大限にする。例証されるグリッピング/リリースの装置は、商業用ロボットアームに容易に接続され得る。具現化したグリッピング/リリースの装置100の単純な機械的構造は、低コストおよび容易な製造可能性に寄与する。図2の装置100によって具現化されるようなプロトタイプのグリッピング/リリースの装置は、ベースと、気密シールを生み出すカラーとの間でつままれた、ラテックス製の風船の膜を含んだ。風船の膜の厚さは、0.33mmであって、それを、350cm3の体積まで挽いたコーヒー豆で充填した。この体積で、風船の膜は満たされたが、膜が著しく広げられることはなかったため、膜は、対象と接触したとき、詰まりを取り除かれた状態で容易に変形され得た。充填膜は、ほとんど球状であって、およそ4.3cmの半径であった。挽いたコーヒーは、例えば、砂のようなより重い材料のように、装置を押し下げることなく、または膜を緊張させるstrainingことなく、大量に使用され得るため、挽いたコーヒーの比較的低い密度は利点となった。当然のことながら、様々な材料は、空気に対して実質的に柔軟であり、不浸透性であるすなわち、真空を保持する限り、膜の要素のために効果的に使用され得る。膜材料のさらなる有利な特質は、膜材料の多層の使用によって得られ得る引き裂きへの抵抗性、およびある程度の膜の表面の粘着性または摩擦を含む。膜材料の限定しない例は、当該技術分野に公知の、エラストマー、ラテックス、ビニール、コーティングされたクロス、金属フォイル、Mylar、および他のものを含む。様々な粒状の充填材料も利用され得、材料は、流体様から固体様の擬相転移ジャミングに対する体積の約5またはそれ以下の変化を好都合に受ける。システムにおける水分が、粒状の充填剤中のさらなる毛細管力が原因で、詰まりが取り除かれている転移を遅らせるため、実質的に除去されるすなわち、流体が液体でないときことも利点である。乾燥剤は、膜及び/又はフィルター中で使用され得る。あるいは、窒素または不活性ガスなどの乾燥した流体は、例えば、正圧流体として使用され得る。当該技術分野に知られるような空気乾燥機も、装置のエアラインへ付けられ得る。性能を実証するために、具現化したグリッピング/リリースの装置を、試験のための商業用ロボットアームに取り付けた。正圧を、620kPaのポンプおよび2.16L/sの流量によって提供した。1以上の流体加圧のリザーバーは、正圧ポンプの代わりに、または正圧ポンプと組み合わせて使用され得、それによって、より迅速な粒状材料の固体様から流体様の相転移が可能となり得る。真空を、オフボードの真空ポンプで達成した。0.25L/sの最大の真空流量を、25ミクロンの最大の真空に関して評価されたポンプで達成した。グリッピングに関して、ジャミング転移は、グリッパー中の圧力が-85kPaまで落ちたときに完了すると考えられたが、-30kPaまで高まる使用可能な真空圧をうまく使用した。グリッピング/リリースの装置の圧力はまた、大気で中和され得、この状態を、装置が対象上で押さられたときには常に使用した。ロボットアームを介するシリアル通信によって制御されたソレノイドバルブを、グリッパー中の圧力を調節するために使用した。試験をすべて、ロボットアームに関する100の関節角度の速度で行い、それは、グリッピング/リリースの装置のおよそ23.7cm/sの線形速度に相当する。グリッピング/リリースの装置を、異なる大きさの対象を掴むことのその信頼度に関して最初に評価した。対象をすべて、ロボットのソフトウェアへとハードコード化されたテーブル上の位置ピック位置に位置付けた。ロボットに、ピック位置へ移動し、グリッピング/リリースの装置を対象上で押し、その後、装置を始動させるように指示し、堅い状態を誘発した。次に、ロボットに、プレイス位置へ移動し、真空を放ち、正圧の短い破裂shortburstを加えるように指示し、対象を取り出した。試験をすべて、オープンループにおいて実行した。過去に、球体は、ジャミンググリッパーのための試験対象に使用されてきたが、球体の高さがその半径の比率の2倍に成長するため、球体を我々の試験に使用しなかった。大きさの試験において、これは、装置がオープンループにおいてピック位置へ移動するため、グリッピング/リリースの装置のベースおよびカラーが、より大きな球体へ衝突する状況にすぐにつながるだろう。代わりに、球体試験の表面の幾何学的形状が保存されるが、試験対象の高さが減少させられるように、半球を使用した平らな側面を下に方向付けた。0.5cmの半径から3.8cmの半径までの範囲の木製の半球を選択し、表面組織は、グリッパー膜と半球の間の気密シールを可能にするほど滑らかではなく、それ故、グリッピングの真空モードを誘発しなかった。対象が半球であるため、この試験においてインターロックするグリッピングモードを達成することも不可能である。各半球を、グリッパーの重心軸と並べて位置付け、その結果、接触角θは、半球のまわりでできるだけ一貫している。この試験に使用されたテストセットアップおよび半球は、図3で見ることができる。図3に関係する寸法は以下のとおりであった:h1=4.8cm、h2=11.5cm、h3=13cm、d=20cm。試験結果を図4に示す。各プロットの縦座標を、グリッピング/リリースの装置のスケーラビリティを説明するために、膜の大きさのパーセンテージとして提示する。図4は、ユーザーによって手動でリセットされなければならない受動的な万能グリッパーと比較した、具現化した正圧のグリッピング/リリースの装置の性能を示す。成功率、作用力、および接触角のプロットを示す。成功率を、各半球につき30を超えるトライアルで測定し、成功率は、装置が異なる大きさの半球を掴む信頼度がどれほどであるかを表す。作用力は、グリッパーが、対象のまわりで変形されるとともに、対象に加える力である。この力を、試験対象の下に位置するスケールによって測定する。接触角は、グリッパー膜と対象が接触する最大角である図3においてθで示される。作用力および接触角の試験に関して、10のトライアルを、各半球上で実行した。すべての3つのプロットに関して、データポイントはトライアルの平均を表し、エラーバーは試験の間に記録された最大および最小の測定を示す。半球を、すべての試験に関してランダムな順序で試験した。正圧を利用しない受動的な万能グリッパーに関して、対象の半径が膜の半径の約65に達すると、グリッパーの成功率が急落し、ほぼ45°の接触角グリッピングが生じる臨界角に関しては0まで落ちることが分かった。この試験において最小の対象の半径は観察されなかったが、5mmの半径を下回る半球は、木製での利用可能性の欠如のために検査されなかった。膜内部のより多くの粒が、より大きな対象のまわりで置き換えられる必要があるため、対象の大きさが増加するにつれて作用力が増加すると、我々はまた理解する。正圧を加えることで、グリッピング/リリースの装置の成功率は、接触角を増加させることによって、いくつかの半球に関して85も増加する。正圧はまた、対象に加えられた力を90も減少させる。これらの性能の増加は、粒状材料の増加した流動化によって最も起こる可能性があり、これによって、粒状材料が目標対象のまわりでより容易に流れることを可能にする。第2の試験において、具現化したグリッピング/リリースの装置を、目標対象の位置における誤差に対する許容範囲に関して評価した。図3から同じテストセットアップを使用し、半球を試験対象として再び利用した。しかしながら、この試験において、目標対象を、ピック位置P1から0~4.5cm離して位置付け;それによって、半球を、グリッピング/リリースの装置の重心軸と並ばないようにした。この試験からの結果を、図5に示す。図5Aにおいて、2.47cmの半径の半球に対する結果のみを示し、30のトライアルを各データポイントに関して実行した。図5Bは、目標対象の大きさ、位置誤差、およびグリッピングの成功率のより一般的な関係性を示し、10のトライアルを各データポイントに関して実行し、誤差は、0から4.5cmまでの範囲であり、半球は、0.45から3.72cmまでの半径の範囲であった。図5Aは、我々が試験した半球のいずれかに関して再び描かれ得、正圧のグリッピング/リリースの装置に対する類似した改善が示される。しかしながら、表現[e2r21/2]/Rによって、我々が装置の誤差許容範囲および信頼度をより一般的に観察するのを可能にすることが分かる。この表現は、目標対象の先端から、膜の半径と比較して、膜がその重心軸に沿ってテーブルに接触するポイントまでのユークリッド距離として理解され得る。それは、膜の利用可能な表面積と比較して、膜が臨界接触角まで対象を包むように試みるとともに、膜が接触する目標対象に加えてテーブル合計の表面積に関する簡潔な概算である。これらの2つの表面積の解析計算は、恐らくより正確な量を生み出すが、このような計算は、グリッピングプロセスの間に生じる膜の変形および引き伸ばしが原因で非常に困難である。図5Bにおいて、我々の概算は十分に簡潔で正確であるため、データを圧縮させcollapse、グリッピングの成功率の迅速な推測を可能にすることが分かる。さらに、図4Aと図5Bとの間の酷似性が留意されるべきである。e=0であると[e2r21/2]/Rがr/Rになるため、この結果が予想される。具現化した装置に関して我々が観察する誤差許容範囲は、そのオープンループ機能を考慮すると、非常に大きい。図5Aにおいて、例えば、半球がその標的位置から2.5cm離れているときでさえ、正圧の使用により、我々の3.5cmの半径の膜が、その時間の100、2.47cmの半径の半球をうまく拾い上げることができることが分かる。この大きな誤差許容範囲は、恐らく、状況またはロボットのどちらに対する精密な制御も可能ではない非体系的な環境におけるグリッピング作業に非常に有用であると分かるだろう。第3の試験において、正圧のグリッピング/リリースの装置を、それが掴むことができる形状の範囲、およびそれがこれらの形状を保存することができる力に関して評価した。類似した質量、量、および大きさを有する7つの形状を、試験のために3D印刷した。各形状の質量は、15.5g±0.8gであった。各形状の最小の断面は、およそ2.6cmであって、以前の試験から100の成功率内に十分あると選択される大きさであった。3D印刷した材料は、気密シールが達成されるほど十分滑らかではない。印刷した形状は、コイルばね、シリンダー、直平行六面体、ジャックトイ、立方体、球体、および正四面体であった。形状の写真を、図6の縦座標に示す。各対象が保存された強度を試験するために、我々は、各対象を凝固された排出された膜から引き出すのに必要な力を測定した。この試験の結果を図6に示す。各形状に関して10の試験を実行し、エラーバーは、試験の間に記録された最大および最小の測定値を示す。正圧によって装置をリセットすることによって、膜内の大量の粒を置き換える対象に関する保持力が増加するが、より小さな物体に関する保持力は減少することが見られ得る。これは、実験装置中の接触角と作用力との間のトレードオフとして理解され得る。正圧装置の高められた流動性によって、図4Cに見られるような大きな接触角が可能となり、そのため、大量の粒を置き換える、より大きな対象に関する高められた保持力が可能となる。しかしながら、大量の粒を置き換えない、より小さな対象に関する問題が生じる。これらのより小さな対象に関して、接触角の著しい増加は生じず、代わりに、高められた流動性によって、より多くの粒が対象の側面に落ちることを可能にしかねず、粒と装置のベースとの間に隙間を残す可能性がある。これは、正圧装置に関する図4Bにおける作用力の低い値によって裏付けられ、この値は、小さな対象に対する粒の重量に匹敵する。この状況において、膜が排出されると、粒は、目標対象の方よりもむしろベース近くのオープン空間の方へ部分的に接触し得、結果的に保持力がより低下する。これは、正圧の調節による特有の問題ではなく、なぜなら、これは、目標対象の大きさに対するピック高さpickheightを感知することによって、または力フィードバックを有するロボットアームの使用によってかのいずれかで、より多くの力を目標対象に加えることにより解決され得るからである。図3におけるテストセットアップに関して、最大のグリッピング率が計算され得る。限定される要因は、ロボットアームの最大速度、ジャミング転移を完了するのに必要な時間、グリップの間のグリッパーをリセットするのに必要な時間、および掴まれた対象を放すのに必要な時間である。ロボットアームの最大速度を、23.7cm/sで測定し、こは、最大のグリップ率を、P1からP2まで移動し再び戻るために単に必要な時間に対する24picks/minに限定する。我々は、膜内部の圧力が-85kPaまで落ちたときに、ジャミング転移が完了すると考え、それには、我々の350cm3の膜に関しては1.1秒かかり、すなわち、これは、最大のグリッピング率をさらに限定し、16.7picks/minまで下げる。正圧のジャミンググリッピング/リリースの装置は、対象を放し、正圧の単一の破裂によってグリッパーをリセットするのにわずか0.1秒しか必要とせず、これは、最大のグリッピング率を、最終的に16.2picks/minに限定する。手動リセットのグリッパーに関して、対象を放し、グリッパーをリセットすることは、もう少し複雑である。対象を放すのに必要な時間は、対象の幾何学的形状に依存し、より遅いリリース時間は、グリッピング率を限定する。我々は、0.6秒で最も遅いリリース時間を測定した。手動でのグリッパーのリセットには、操作者が不正確なニーディングまたはマッサージングの手順を実行する必要があり、それには、我々の試験の間に少なくとも2.0秒かかる。したがって、手動リセットの受動的な万能グリッパーに関して、最大のグリッピング率は、10.2picks/minに限定される。そのときに正圧を含む利点は、グリッピング率の39の増加であり、それに加えて、システムの増加した自動化およびグリッパーをリセットするときに起こり得るヒューマンエラーの除去の利点もある。典型的に、配置精度は、掴まれ得る対象の範囲を最大限にするために、受動的な万能グリッパーを発展させるときになされなければならない犠牲であると認識される。しかしながら、配置精度はまた、設定を作るのに使用されるグリッパーのための重要な性能測定である。ここで、具現化した図3からの同じテストセットアップをわずかな調節で再び使用して、ジャミンググリッピング/リリースの装置を、それが対象を置くことができる精度に関して評価する。我々は、最初に較正手順を実行し、ロボットアーム自体の精度を測定した。ペンを、ロボットのリストに堅く取り付け、膜の底縁部がテーブルと接触するのとほぼ同じポイントまで伸ばした。その後、図3と同様の試験手順を実施し、ピック位置P1およびプレイス位置P2で固定した一枚の紙にペンで印をつけた。このセットアップによって、我々は、アームの精密度が、95の信頼度に対して最悪の場合、±0.35mmであると測定することができ、目標からの平均オフセットaverageoffsetは0.76mmであった。この結果は、製造業者の±0.05mmの報告された繰り返し精度より大きな桁であり、これは恐らく、ロボットアームを全速力で動かすことによって引き起こされる動的作用に起因する。次に、ペンを、ロボットアームから取り除き、装置を再び取り付けた。ロボットアームを、図3からのテストセットアップを再び使用して、半球でのピックおよびプレイスの手順を実施するようにプログラムした。半球の配置に従って、我々は、テーブルの平面でのその意図した位置からのその偏差を測定することができた。この試験において、1.82cmの半径の半球のみを使用した。この半球は、形状試験に使用される部品の大きさに類似しており、信頼度試験において100の成功率内に十分にある。図3の寸法を、配置精度を最大限にするために、この試験に関してわずかに調節し:正圧グリッパーを試験するときに、h2を8.8cmに設定し、手動リセットのグリッパーを試験するときに、h2を7.1cmに設定した。結果を図7に示す。図7から、正圧装置が、半球を手動リセットのグリッパーより正確に配置し、一方で、手動リセットのグリッパーが、わずかにより精密であることが分かる。具体的には、正圧装置の平均偏差は、アームの較正センターから0.98mmであり、95の信頼度に対して最悪の場合、±1.00mmの精密度であり、一方で、手動リセットのグリッパーに関する平均偏差は、アームの較正センターから2.63mmであり、95の信頼度に対して最悪の場合、±0.76mmの精密度である。2つのグリッパーの角度の配置精度は類似していた。しかしながら、ここで、手動リセットのグリッパーは、わずかにより正確であり、一方で、正圧装置は、わずかにより精密であった。手動リセットのグリッパーは、平均で5.4°、95の信頼度に対して±3.4°、半球を回転させた。正圧装置は、平均で7.5°、95の信頼度に対して±1.8°、半球を回転させた。我々が正圧のジャミング装置に関して観察する配置精度の向上によって、図8に示される反復可能なシューティング動作が可能になり、図8は、ビデオから、ピンポン球を6つの時間毎に貼り付けたフレーム中のフープへスローイングする、具現化した正圧装置を示す。我々の予備試験によって、シューティング動作が反復可能であることがわかる。受動的な万能ジャミンググリッパーの特有の特徴は、それらの相対的位置および方向を維持しながら複数の密集した対象を同時に掴むそれらの能力である。この能力の測るために、各々1.3×1.3x4.5cmである、試験部品として2つの直平行六面体を使用した。グリッピング/リリースの装置を、図9に示される9つの開始する構成でこれらの対象を取ることに関して評価した。各試験に関して、組み合わせた形状の重心を、膜の重心軸に位置付けた。2つの対象間の相対距離および角度を、グリッピング操作の前後に記録した。相対距離に関して、手動リセットのグリッパーは、対象間の分離を、95の信頼度に関して0.08cm、平均±0.86cm増加させる傾向があり、一方で、具現化した正圧装置は、対象間の分離を、95の信頼度に関して0.77cm、平均±1.07cm増加させる傾向があったことが分かった。相対的角度に関して、手動リセットのグリッパーは、対象間の角度を、95の信頼度に関して6.7°、平均±20.5°変更し、一方で、具現化した正圧装置は、対象間の角度を、95の信頼度に関して5.2°、平均±22.2°変更した。この試験は、1つの対象だけが使用された場合の、以前の試験からの精度の著しい減少を示す。エラーの増加は、恐らく、膜の重心軸から離れて生じるグリップの結果であり、ここで、掴まれた対象を回転させるか又は変換する傾向がある軸外の力が生じる可能性がさらにある。具現化した正圧装置の性能は、この試験における手動リセットのグリッパーよりわずかに劣っており、これは推測するに、対象の取り出し中の膜の急膨張が、これらの軸外の力を大きくし、掴まれた対象の増加した回転および変換をもたらすからである。この試験によって、配置精度を最大限にするために、対象をグリッパーの重心軸に集中させる重要性が明らかとなる。この試験における具現化した正圧装置および手動リセットのグリッパーの両方の性能は、それらが、一度に複数の対象を掴むために使用され得るが、対象間の相対距離および角度を維持するそれらの能力が、より低い程度の精度が必要とされる場合の作業に単に適していることを示す。例えば、この能力は、より正確な組立作業前に、複数の並べられた部品を移動させるのに有用であり得る。我々は、正圧および負圧の両方を組み込む、受動的で、万能で、ジャミングの、グリッピングおよびリリーシング装置を開示した。典型的なプロトタイプの設計および製造を記載し、このプロトタイプを、現実世界の応用に対するその能力を明らかにした5つの測定基準に対して評価した。装置は、異なる大きさおよび形状の対象を掴む能力があると分かり、手動リセットの、受動的で、万能で、ジャミングのグリッパーに対して、85までの信頼度の増加、目標対象位置における誤差許容範囲の増加、および39の速度の増加を示した。正圧装置はまた、標的対象上に90までのより少ない力を加え、配置精度の増加を実証し、これによって、グリッパーに対する新しいスローイング能力が可能となった。対象をシューティングするこの能力は、限定されないが、工場において対象をビンへ分類する、または家の中でゴミを捨てるなどの、作業に有用であり得る。具現化した装置は、かなり異なる形状、重量、および脆弱性の対象が掴まれることを可能にし、複数の対象は、それらの相対距離と方向を維持しながら一度に掴まれ得る。この能力の多様性によって、装置は、軍事環境から家までの範囲の非体系的な領域での使用によく適し得る。装置の気密の構造はまた、湿潤の又は不安定な環境に使用する可能性を提供し、容易な洗浄が可能になる。その熱的制限は、ジャミング相転移の温度不依存により、膜材料によってのみ決定され、そのため、高温環境または低温環境での使用が可能となり得る。さらに、膜がグリッピング/リリーシングの作業の間でとる柔軟な順応性のある状態は、例えば、家でのように、ヒトと近接して配されたときの、安全性の向上を提供し得る。出版物、特許出願および本明細書に引用される特許を含む、すべての言及は、各言及が、まるで引用によって組み込まれるように個々におよび特別に示され、本明細書においてその全体が述べられるのと同じように、引用によって本明細書に組み込まれる。用語aおよびanおよびthe、および本発明を記載する文脈中特に以下の請求項の文脈中の類似した指示対象の使用は、本明細書において他に指示のない限り、または文脈によって明らかに否定されていない限り、単数と複数の両方を含むと解釈されるべきである。用語含むcomprising、有するhaving、含むincluding、含むcontainingは、他に留意されない限り、無制限の用語すなわち、含むが、限定されないを意味するとして解釈されるべきである。用語接続されたconnectedは、何かが介在したとしても、部分的に又は全面的に中に含む、付けられる、または一緒に連結されると解釈されるべきである。本明細書の値の範囲の記述は、本明細書において他に指示のない限り、範囲内にある各別々の値を個々に指す簡単な方法として役立つように単に意図されており、各別々の値は、まるで本明細書に個々に記述されるように本明細書に組み込まれる。本明細書に記載されるすべての方法は、本明細書において他に指示のない限り、または文脈によって明らかに否定されていない限り、任意の適切な順番で実行され得る。本明細書に提供される、任意のおよび全ての例、または典型的な用語例えば、などのsuchasの使用は、本発明の実施形態を単に好都合に例証するように意図され、他に請求されない限り、本発明の範囲を限定するものではない。本明細書の用語は、本発明の実施に不可欠なものとして任意の請求されていない要素を示すと解釈されるべきではない。様々な修正および変更が、本発明の精神および範囲から逸脱することなく、本発明になされ得ることは当業者に明らかとなる。本発明を、具体的な形態または開示される形態に限定する意図はないが、逆に、添付の請求項に定義されるように、すべての修正、代替的な構成物、および本発明の精神および範囲にある同等物を含むことが意図される。したがって、本発明の修正および変更が添付の請求項およびそれらの同等物の範囲内にある場合、本発明が、その修正および変更を含むことは意図される。"