我们每天都会用到电脑、手机、平板等电子产品，但当它们老去、报废时，往往就成了堆积如山的电子垃圾。如何让这些被丢弃的设备重新回到循环体系，变成可以再利用的资源？

这背后，其实隐藏着一个不那么容易的技术挑战——拆解。

报废电子产品（End of Life，简称EOL）的拆解是循环经济的重要一环。看似简单的拆卸，其实比装配更复杂。不同厂商的产品结构差异极大，螺丝、卡扣、插槽的位置都不一样，更别提设备在长期使用后常常会变形、老化。要让机器人像人一样灵活地“拆电脑”，并不是一件容易的事。

▍体积小、自由度高，让机器人能“钻进机箱里干活”

工业机器人在生产线装配环节表现出色，但在拆卸端却鲜少应用，其主要原因在于，传统夹爪的灵活度不够高，无法适应复杂、封闭的内部空间。

美国德克萨斯州大学城的一支研究团队注意到这个问题，并从手术机器人夹爪中获得启发，设计出一款专为电脑回收场景打造的电缆驱动机器人夹爪——DeGrip。

DeGrip的最大亮点，在于它同时实现了“小体积”和“高自由度”。

传统商用夹爪一般为开放空间设计，结构粗壮、指距宽，不适合在机箱等密闭区域中操作。例如电脑主板上RAM插槽间距常不足10毫米，普通机械手指往往无法伸入其中而不碰到周边元件。

而DeGrip轻巧、灵活，能够在极小空间内完成高精度操作。

这款夹爪提供三个自由度（DOF），由底座、腕部、两个钳口和相应的关节组成。腕部可绕偏航轴旋转，钳口能绕俯仰轴运动，再加上机器人手臂自身的滚转轴，使其几乎能在任何方向执行拆解操作。

这种运动结构让DeGrip能以最小的空间消耗，完成复杂角度的姿态调整，就像人的手腕和手指那样协调灵活。

更关键的是，它采用了电缆驱动机制。

传统的齿轮或连杆传动在狭小空间中容易受限、增加摩擦和体积，而电缆驱动则能将执行器放在更远的位置，通过细线缆将动力传递到末端。这种结构既保持了高效传动，又让夹爪“瘦身”，足以钻入机箱内部完成拆解。

为了防止线缆松弛，团队在每个驱动模块中设计了带棘轮的分体式绞盘系统，通过旋转预紧后固定，既保证了张力，又避免了复杂金属结构的使用，使整体更加轻量化、易制造。

这种设计让DeGrip在无需额外力传感器的情况下，就能通过电流反馈推算夹持力。这种“软传感”方式让夹爪在面对粗糙或不规则部件时更安全，也减少了机械复杂度。

简而言之，DeGrip的结构像是一只能“缩骨”的灵巧机械手——它体积小到可以伸进CPU风扇旁的缝隙，又能在不同角度调整姿态完成拆解动作，为机器人在复杂机箱环境中的应用提供了可能。

▍拆电脑前，先在虚拟环境里“练手”

在实际拆解之前，团队为DeGrip准备了一个数字化“练功房”。他们基于NVIDIA Isaac Sim 平台，搭建了一个虚拟的EOL桌面电脑模型，用来测试这款夹具的性能。

虚拟机箱源自HPZ230工作站的结构设计，研究人员在仿真环境中重建了内含RAM、SSD和HDD等部件的电脑模型。这些元件位置、尺寸、插槽方向各不相同，几乎覆盖了常见电脑中的典型结构。

在仿真任务中，DeGrip被要求完成三类典型操作：

拆卸密集排列的RAM模块：夹具需从10毫米间距的狭窄插槽中精准伸入，夹取并拔出芯片。

取出封闭空间中的SSD：夹爪需穿过仅40毫米宽的开口，将硬盘从外壳中取出。

拆卸不同方向安装的硬盘驱动器（HDD）：包括水平、垂直两种方向，要求夹具能灵活调整姿态，避免与周边结构碰撞。

模拟结果显示，DeGrip能稳定完成上述操作：

在拆卸RAM时，它的尖端钳口能穿过相邻模块的狭缝，将目标芯片拔出；

在SSD任务中，它成功伸入封闭硬盘仓，将硬盘完整取出；

在HDD拆卸中，夹具能根据安装方向调整角度，先部分拉出，再重新定位完成整块硬盘的取出。

这些实验验证了DeGrip在不同复杂度场景下的适应能力，尤其是在密闭空间中，其操作灵活度明显优于传统夹具。

▍从模拟到现实：验证原型的可行性

虚拟实验只是第一步。为了验证设计是否可落地，团队还制作了实际原型。

他们用3D打印技术制造了夹具主体，材料选用轻质的聚乳酸（PLA），驱动模块则使用标准伺服电机（MG995）和张紧结构。整个装置被安装在Franka机械臂的末端后，进行了实体环境测试。

测试结果显示，DeGrip的结构稳固，操作响应灵敏，在实际拆解模拟任务中能稳定完成多角度抓取与移除操作。这一结果证明了电缆驱动结构的可靠性，也说明这种紧凑的机械方案在现实制造中完全可行。

更重要的是，通过这一原型，研究人员为后续的智能学习系统积累了真实控制数据。

▍下一步：让机器人学会“自己拆”

DeGrip的出现只是第一步。团队的下一阶段计划，是利用这款夹爪收集高质量操作数据，并结合模仿学习（IL）和强化学习（RL）技术，让机器人在虚拟环境中学会自主拆解策略，再把学到的技能迁移到现实中。

这意味着，未来的拆解机器人可能不再依赖人工编程，而是通过不断学习，掌握如何应对各种型号、不同结构的电子设备。

在表面上，DeGrip只是一只小巧的机械夹具，但它让“电子垃圾回收”这一看似冷门的话题，变得更具现实意义。

每一台被回收的旧电脑、每一块重新利用的金属和芯片，都是循环经济向前迈出的一步。DeGrip这样的创新，正是在让这一步走得更稳、更快。

参考文章：

https://arxiv.org/html/2510.16231v1#S2