机器人夹爪博士|用电驱超材料开发带传感的多指夹爪
项目2734 · University of Sheffield · School of Electrical and Electronic Engineering
申请工作台
保存项目,围绕当前机会准备申请。截止日期和资格请以原始公告为准。
- 所在国家或地区
- 英国
- 申请截止日期
- 2027-01-13(具体时刻请核对原始公告)
- 资助信息
- EPSRC DLA 项目专属资助期为 3.5 年,覆盖全额学费、UKRI 标准津贴及项目研究经费;方案另列资助期合计 £4,500 研究训练与支持经费。Home 申请者优先,国际生名额不超过 30%(预计最多 10 人);符合条件的国际获奖者由学校承担学费差额。2027/28 津贴及个人学费档位待确认。
项目介绍
项目概览
本项目拟把团队已有的介电弹性体驱动机械超材料夹爪扩展为多段、多指系统,并集成传感功能,提升其面对复杂制造任务时的适应能力。博士工作结合理论与计算设计、实体原型制作和测试,并与 Airbus Operations 合作。研究设在谢菲尔德大学电气与电子工程学院的应用与理论超材料实验室。项目属于 EPSRC Doctoral Landscape Award(DLA),项目专属说明列出的资助期为 3.5 年;申请截止为 2027 年 1 月 13 日 17:00 GMT,计划 2027 年 10 月入学。
项目详情
许多机器人夹爪围绕单一物体或操作任务优化,在特定条件下表现良好,但换到其他形状、尺寸、材料或操作需求时,往往需要重新设计专用末端执行器。制造场景需要能够应对不同对象和任务的夹爪,以减少设备定制和切换。项目说明也把空间环境列为更广泛的研究动机,但没有承诺本项目会开展空间部署或验证。
机械超材料由经过设计的结构单元组成,其整体力学响应来自这些单元的集体作用,可呈现常规单一材料难以实现的性质。既有超材料夹爪表面研究提示,结构设计可能通过增加接触面积改善抓持,但相关方案常针对特定用途,也未必在行业任务中测试。介电弹性体(DEA)是在电场作用下会变形的聚合物;项目将其作为夹爪执行器,背景说明提到其响应快、可控、能耗低和可扩展等潜在优点,同时指出其输出力偏低、应用尚不广泛。项目没有公布本设备的量化性能数据。
研究基础是谢菲尔德团队与 Airbus Operations 此前合作开发的一款简易 DEA 驱动机械超材料夹爪。项目说明称该原型具有较灵活的抓取表现,但没有提供基准、样本数或性能指标。博士研究将把设计扩展为多段、多指夹爪,集成传感,并由 DEA 驱动;工作包括理论和计算设计、原型制作、测试,以及与 Airbus Operations 共同设计和测试夹爪系统。尚未说明传感类型、算法、测试对象、比较基线或各方工作分工。
学生将在谢菲尔德的应用与理论超材料实验室开展研究。项目介绍列出 FDM 与树脂打印机、高压测试隔离箱、机械和电气装配工位及仿真工作站。公开资料没有说明设备预约与使用额度、必需的高压安全培训、项目是否安排企业驻场或实习、Airbus 是否提供具体测试场地,以及合作中的保密或知识产权安排。
申请要点
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学历背景:应已取得或即将完成相关学位,例举机械、电气、航空航天、通用工程、机器人或控制系统工程。未列最低学位等级、分数线、论文数量或必须具备 DEA 经验。
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申请方式:须使用 DLA 专用表格,申请 2027 年 10 月入学;表格有三个专项问题,各不超过 300 词。最多可选两个项目,学校强烈建议选两个,但不是强制要求。申请前强烈建议联系导师讨论兴趣和匹配度。
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截止时间:2027 年 1 月 13 日(星期三)17:00 GMT。学校计划于 2027 年 2 月中旬面试 Home 申请者、3 月下旬面试国际申请者;具体日期以当年通知为准。
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资助:项目页写明 3.5 年全额学费、UKRI 标准津贴和项目研究经费。DLA 方案公布的研究训练与支持经费为资助期总额 £4,500;这不是生活津贴。2026/27 年 UKRI 最低津贴参考为每年 £21,805,不能据此推定 2027/28 金额。搬迁、签证费和 NHS 医疗附加费不在 DLA 资助说明所列覆盖范围内。
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资格与费用:DLA 优先考虑符合 Home 学费身份者,国际生名额不超过 30%(预计最多 10 人);方案称成功获奖的国际生学费差额由学校承担。2027/28 电气与电子工程博士国际学费公开区间为 £31,870–£36,870,个人费率与 Home 学费仍待确认。2026/27 学年部分谢菲尔德宿舍的 51 周租金为 £7,939.68–£9,981.72,包含部分公用事业支出;这不是完整生活费预算。
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DLA 申请规则允许用于研究构思和披露过的文字编辑辅助,不允许由 AI 完整生成申请或简历、编造经历、预先生成面试答案或在面试中实时使用。
需要进一步确认
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夹爪要达到的抓力、载荷、速度、循环寿命、物体范围、抓取成功率、传感分辨率、电压与能耗、重复性和测试任务均未公布;应询问核心交付及判定阈值。
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需确认 Airbus Operations 的具体分工、是否联合指导或提供测试设施、是否安排驻场/实习,以及数据、保密和知识产权条款。公开资料没有证明本博士项目额外获得 Henry Royce Institute 资助,也没有说明企业津贴或额外经费。
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需向 DLA 和学院确认个人 Home/Overseas 学费身份、2027/28 津贴和具体学费档位、成绩和英语要求、£4,500 经费的可报销范围,以及 3.5 年资助的具体持续条件。
项目深度调研报告
报告生成记录:。生成日期不代表招聘方确认项目仍开放。
资料更新记录:。申请前请再次核对原始公告。
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机器人夹爪博士|用电驱超材料开发带传感的多指夹爪
谢菲尔德大学 · 电气与电子工程学院 · 计划入学:2027年10月
申请截止:2027年1月13日(星期三)英国时间17:00(GMT)
资料核对日期:2026年11月7日
决策摘要
前景可观,但存在实质性信息缺口。 项目拟把一个简单的电驱机械超材料夹爪扩展为多段、多指并集成传感的系统,结合理论/计算设计、实体原型和测试,并与Airbus Operations合作。项目页明确给出3.5年EPSRC DLA资助,覆盖全额学费、UKRI标准津贴及项目研究经费。申请截止时间为2027年1月13日英国时间17:00。课题将主动材料、机器人抓取和传感结合起来,但未公布抓力、负载、寿命、传感精度或重复性等量化指标;Airbus的工作分工、实习安排和额外资助也未说明。申请前应联系导师,确认如何定义夹爪成功表现及合作方会参与哪些环节。项目页;DLA资助说明
研究问题与博士工作
尚未解决的问题
不少机器人夹爪针对单一任务或一类物体优化,换到不同形状、尺寸、材料或操作任务时往往需要重新设计。机械超材料通过工程化结构单元的集体响应,获得普通材料单体难以实现的力学特性。本项目将这种结构与介电弹性体执行器(DEA)结合,并嵌入传感能力。主要应用场景是复杂制造环境;项目介绍也提到空间环境作为更广的研究动机,但没有承诺面向空间部署。项目页;英国超材料路线图
项目称谢菲尔德团队与空中客车此前开发过一个由DEA驱动的简易机械超材料夹爪,并认为其抓取表现较灵活。博士研究要把这一设计扩展为多段、多指、带嵌入式传感的系统。列明的工作包括理论与计算设计、实体原型制作及测试,并将与Airbus共同设计和测试夹爪。Henry Royce Institute的一场活动也列出Simon Pope介绍相关超材料夹爪产业合作项目案例;这能说明有相关转化活动,但不能证明博士生会有企业实习、具体资助、确定测试指标或已验证的性能。项目页;Henry Royce活动
研究工作与可验证产出
核心工程问题可能包括:结构单元如何影响弯曲、刚度和接触面积;所选DEA能提供多大力和位移;传感能否识别接触、滑移或变形;以及夹爪能否在不同物体和任务之间稳定复现。这些是根据研究范围推导的潜在问题,并非已公布的阶段性指标。项目介绍称学生将在应用与理论超材料实验室开展研究,可使用FDM和树脂打印机、高压测试隔离箱、机械及电气装配工位和仿真工作站;但尚未说明设备预约、必需安全培训或设备可用时段。项目页
性能证据边界: 项目没有公布抓力、载荷、速度、循环寿命、物体范围、成功率、传感分辨率、驱动电压/能耗、重复性或测试任务的数值目标,也没有定义“适应性强”的判定阈值。需要向导师确认哪些指标是博士研究的核心交付,以及测试对象和条件如何选取。 项目引用的两篇背景文献需要按研究范围理解。DOI 10.1016/j.matdes.2025.113649对应的是气动软执行器加超材料增强结构的研究,不是本项目的电驱夹爪。DOI 10.1088/2399-7532/ac4c95是2022年软机器人多功能与适应性路线图,不是专门讨论介电弹性体夹爪性能的论文。Pope等人2026年的主动超材料路线图更直接讨论驱动与重构难点,但属于领域综述。Ghalamzan参与的2025年防滑研究使用轨迹调制和预测控制,能作为抓取控制方向的邻近证据,不能代替本项目的器件指标。气动执行器论文;软机器人路线图;主动超材料路线图;防滑控制论文
学校、学科与培养
谢菲尔德大学是项目所在学校及博士学位授予机构;项目设在电气与电子工程学院。Airbus Operations是企业合作方,公开说明没有称其为联合授予学位的机构。项目说学生将在谢菲尔德的应用与理论超材料实验室开展研究并与Airbus合作,但未确认学生会驻厂、参加实习或在Airbus注册。学院介绍的研究范围包括控制、机器人、机电一体化和工业自动化。电气与电子工程学院;谢菲尔德大学
学校公布的REF 2021结果显示,工程学院整体研究质量排名第8,96%的成果位于最高两个档次,研究环境位列全国前列。电气与电子工程学院将研究环境称为REF 2021中英国并列第1,但这是更大范围的工程学申报结果,不是该系或实验室单独排名。谢菲尔德博士发展计划(DDP)涵盖科研技能、伦理、IT、统计和职业发展;2025–26《研究学位规范》涉及注册、导师和进度审查。2027年入学适用的新版规则尚待确认。工程学院REF结果;REF说明;DDP培训;研究学位规范
导师与实验室
Simon Pope博士从事主动机械超材料、制造和航空航天/机器人方向研究,并领导英国超材料网络的主动超材料特别兴趣组。Amir Ghalamzan博士是高级讲师和机器人方向负责人,其团队关注机器人抓取、操作、机器人学习及触觉传感。两人的研究方向分别呼应结构材料与机器人操作,但公开主页没有说明首席导师、工作分工或会面频率。项目页列出的打印、装配、高压测试和仿真设备适合原型研究,实际使用权限和安全培训应另行确认。Simon Pope;Amir Ghalamzan
近期论文提供的是相邻方向证据:Pope等人2026年路线图梳理主动超材料的设计和操作难点;Ochoa等人2025年研究气动执行器里的超材料增强结构;Nazari等人2025年防滑论文显示轨迹调制和预测模型有助于特定抓取任务的稳定性。这些成果显示相关研究活动,但均未报告本项目多指电驱夹爪的性能。Henry Royce的超材料产业合作计划支持高校与企业开展转化,但没有证据说明该博士项目另获Royce资助。主动超材料路线图;气动执行器论文;防滑控制论文;Royce计划
研究方向与职业路径
英国政府于 2026 年 10 月发布的《超材料商业化路线图》把原型验证、制造放大、标准与保障机制列为转化重点;政府科技办公室的快速评估也讨论了超材料从研究走向应用时的产业与验证难题。项目围绕主动超材料夹爪的结构、驱动、传感和制造测试,和这些方向存在主题关联,但路线图本身不代表本项目获得额外资助,也不保证研究成果达到商业化阶段。英国超材料商业化路线图;政府科技办公室评估
完成此类研究可迁移的能力包括机械结构设计、DEA 与高压装置的安全实验、嵌入式传感、机器人抓取控制、计算建模、原型迭代和制造验证。结合英国先进制造业政策与项目的航空制造合作背景,毕业后的相关岗位方向可能包括机器人与自动化研发、先进制造、航空航天工程、软体机器人或超材料产品开发;这是根据研究技能和行业方向作出的推断,现有来源没有提供该项目的就业率、雇主名单、薪酬或就业保证。英国先进制造业计划
资助、申请与生活成本
项目页明确列出 3.5 年 EPSRC Doctoral Landscape Award(DLA)资助,包括全额学费、UKRI 标准津贴和项目研究经费。DLA 方案页列出的研究训练与支持经费为整个资助期合计 £4,500;该笔经费不是可自由支配的生活津贴。2026/27 年 UKRI 最低津贴参考为每年 £21,805,自 2026 年 10 月起执行;这只是该年度标准,不能据此认定 2027/28 入学年度的金额。DLA 说明还提到部分企业合作项目可能为 3.5 年或 4 年;本项目页写的是 3.5 年,应以本项目专属条件为准。签证、NHS 医疗附加费和搬迁成本不在方案覆盖说明之列。项目与资助信息;DLA 资助范围;UKRI 学生津贴
DLA 先考虑符合 Home 学费身份的申请者;公开方案将国际生名额上限设为最多 30%(预计最多 10 人)。方案称成功获得资助的国际生学费差额由谢菲尔德大学承担,但这不改变国际名额竞争限制。2027/28 学年电气与电子工程博士国际学费表列出的区间为 £31,870–£36,870,具体收费档位与 Home 学费尚待新年度资料确认。须区分“全额资助”的总体说明与个别申请者的资格、竞争结果和学费身份判断。DLA 名额与国际生说明;博士学费查询
申请须使用 DLA 专用表格,并申请 2027 年 10 月入学。表格有三个各不超过 300 词的专项问题;最多可选两个项目,学校强烈建议选择两个,但并非强制。截止时间为 2027 年 1 月 13 日(星期三)17:00 GMT。学校计划在 2027 年 2 月中旬面试 Home 申请者、3 月下旬面试国际申请者;申请前应查看适用于 2027 年入学申请轮次的安排。DLA 允许用于研究构思和披露过的文字编辑辅助,但不允许用 AI 完整生成申请或简历、编造经历、预先生成面试答案或在面试中实时使用。DLA 申请说明;DLA AI 招聘规则
谢菲尔德公布的 2026/27 学年 51 周宿舍租金中,合住房型约 £7,939.68–£8,839.32,部分套间约 £9,178.47–£9,981.72,包含水电、网络及财物保险等项目。按 2026/27 年 £21,805 津贴标准作参照,租金约占 36%–46%;这个比例未扣除餐饮、交通、设备和其他个人支出,也不是 2027/28 的预算保证。申请者应将宿舍合同长度、房型和非住宿开支一并纳入预算。谢菲尔德生活成本指南;2026/27 宿舍租金
申请匹配与准备
项目明确要求:申请者已取得或即将完成相关学位,示例领域包括机械、电气、航空航天、通用工程、机器人或控制系统工程。公开项目说明没有给出最低学位等级、具体成绩线、英语成绩、论文数量或必须具备的DEA经验;这些不应被当作已公布的筛选条件。项目说明
可作为申请准备的方向(分析建议,不是额外门槛):准备能证明机械结构设计、计算建模或仿真、原型制作与实验记录的课程或项目;若有传感器、机器人操作、控制或软体材料经历,可说明自己如何将测量结果用于设计迭代。DEA 涉及高电压,联系导师时可询问项目会安排哪些实验安全训练。对于以纯算法或纯理论为主、缺少实体系统经历的申请者,建议用团队项目或实验能力证据补足其与原型工作之间的联系。
下一步与待确认问题
申请前:使用专用 DLA 表格并核对自己按学校规则属于 Home 还是 Overseas 学费身份;联系 Simon Pope 和 Amir Ghalamzan,讨论项目与背景的匹配,询问是否应在表格中同时选择第二个项目、该项目的 2027 入学资助金额和具体学费覆盖方式。申请需在 2027 年 1 月 13 日 17:00 GMT 前提交。
面试时:确认夹爪的目标任务、对比对象及成功判据;抓力、载荷、速度、循环寿命、对象范围、抓取成功率、传感类型/分辨率、电压/能耗和重复性均尚无公开指标。询问多段多指机构、DEA 与传感器的集成路线,仿真和实验如何相互校验,以及实验室高压设备的培训、预约与安全流程。还要确认 Airbus Operations 的具体工作分工、测试场地、是否有驻厂或实习安排、联合指导和数据/知识产权约定;现有公开说明只称会密切合作并共同设计、测试。
接受录取前:取得适用于 2027/28 的津贴与学费书面说明,核实 £4,500 研究训练与支持经费如何申请和使用,并确认 3.5 年资助的持续条件、签证及附加费责任、企业合作安排和成果保密条款。现有公开资料未说明该博士项目的额外企业津贴、额外研究经费或 Royce 经费;不应将其视为已包含的福利。
证据与来源
以下来源链接均于 2026 年 11 月 7 日检索。
项目、学院与培养
- 电驱动可调超材料夹爪|电气与电子工程博士项目
- 2027 EPSRC DLA 博士资助机会|谢菲尔德大学
- 电气与电子工程学院简介|谢菲尔德大学
- REF 2021 结果|工程学院|谢菲尔德大学
- REF 2021 结果指南
- 博士培养与发展中心|谢菲尔德大学
- 研究学位项目实践守则(2025–26)
- 谢菲尔德大学简介
导师、实验室与合作
- Simon A. Pope 博士|电气与电子工程|谢菲尔德大学
- Amir Ghalamzan 博士|电气与电子工程|谢菲尔德大学
- 超材料转化:从概念验证到规模化|Henry Royce Institute
- Royce 超材料产业合作计划
资助、申请与生活成本
- EPSRC DLA 计划介绍|谢菲尔德大学
- EPSRC DLA 申请指南|谢菲尔德大学
- EPSRC DLA 招聘中的人工智能使用声明
- UKRI 资助学生支持政策
- 研究生学费查询(2026–27 与 2027–28)|谢菲尔德大学
- 生活成本|谢菲尔德大学
- 2026/27 年住宿租金|谢菲尔德大学
领域与研究证据
信息来源
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