Insinyur Merancang Tangan Humanoid untuk Menggenggam Benda Rapuh

Tim insinyur di Universitas Michigan State telah merancang dan mengembangkan tangan humanoid yang jauh lebih baik dalam melakukan tugas-tugas halus dibandingkan dengan yang tradisional. Tangan robot baru ini dapat menangani benda-benda yang rapuh, ringan, dan berbentuk tidak teratur.

Robot di Lingkungan Industri

Lingkungan industri adalah salah satu area yang paling terpengaruh oleh perkembangan robotika, karena teknologi ini sering digunakan untuk menggenggam dan mengontrol benda-benda secara berulang.

Area robot di mana tangan manusia biasanya berada disebut efektor akhir atau gripper, dan itu adalah fokus penelitian baru, yang diterbitkan di Soft Robotics dan berjudul “Soft Humanoid Hands with Large Grasping Force Enabled by Flexible Hybrid Pneumatic Actuators.”

Changyong Cao adalah penulis utama dan direktur Laboratorium untuk Mesin dan Elektronik Lunak di MSU. Cao juga merupakan asisten profesor di Bidang Pengemasan, Teknik Mesin, dan Teknik Elektro dan Komputer.

“Desain tangan humanoid baru ini adalah gripper fleksibel yang lembut. Ini dapat menghasilkan gaya genggam yang lebih besar daripada tangan lembut murni, dan secara bersamaan lebih stabil untuk manipulasi akurat daripada lawan-lawan yang digunakan untuk benda-benda yang lebih berat,” kata Cao.

Gripper Tangan Lembut

Gripper tangan lembut biasanya digunakan ketika benda yang dipegang rapuh, ringan, dan berbentuk tidak teratur. Namun, mereka memiliki banyak kelemahan, termasuk permukaan yang tajam, stabilitas genggam yang buruk ketika beban tidak seimbang, dan gaya genggam yang lebih lemah untuk beban yang berat.

Cao dan timnya memandang interaksi manusia dengan lingkungan, termasuk memetik buah dan perawatan medis yang sensitif, ketika merancang tangan humanoid baru. Mereka menentukan bahwa sebagian besar sistem genggam tidak efektif di area di mana mereka paling dibutuhkan, seperti tugas-tugas yang memerlukan interaksi yang kuat dengan benda-benda yang rapuh.

Menurut tim, prototipe tersebut menunjukkan genggam yang responsif, cepat, dan ringan yang dapat menangani berbagai tugas.

Jari-jari yang berbeda pada tangan humanoid lembut terbuat dari aktuator pneumatik hibrida fleksibel, juga disebut FHPA, dan lenturannya dikendalikan oleh udara bertekanan. Proses ini menghasilkan setiap jari dapat dikendalikan secara independen dari yang lain.

“Gripper kaku tradisional untuk aplikasi industri umumnya terbuat dari struktur kaku sederhana yang membantu menghasilkan gaya besar, akurasi tinggi, dan pengulangan,” kata Cao. “Tangan humanoid lembut yang diusulkan telah menunjukkan kemampuan adaptasi dan kompatibilitas yang sangat baik dalam menggenggam benda-benda yang berbentuk kompleks dan rapuh, sambil mempertahankan tingkat kekakuan yang tinggi untuk menghasilkan gaya penjepitan yang kuat untuk mengangkat beban berat.”

FHPA

FHPA terdiri dari komponen kaku dan lembut.

“Mereka menggabungkan kelebihan deformabilitas, adaptabilitas, dan kepatuhan dari gripper lembut, sambil mempertahankan gaya output besar yang berasal dari kekakuan aktuator,” kata Cao.

Menurut Cao, tangan humanoid baru ini dapat digunakan dalam tugas-tugas seperti memetik buah, pengemasan otomatis, perawatan medis, dan robotika bedah.

Tim akan segera menggabungkan pekerjaan ini dengan pengembangan sebelumnya Cao, yang termasuk ‘gripper pintar’. Mereka juga ingin mengintegrasikan sensor cetak dalam bahan genggam dan menggabungkan gripper hibrida dengan model ‘lengan lembut’, yang akan menghasilkan representasi yang lebih akurat dari tindakan manusia di antara robot.