רובוטיקה
מהנדסים מעצבים יד אנושית לאחיזה של חפצים שבירים
צוות מהנדסים מאוניברסיטת מישיגן סטייט עיצב ופיתח יד דמוית אנוש שהיא הרבה יותר טובה בביצוע משימות עדינות בהשוואה לאלו בשימוש מסורתי. היד הרובוטית החדשה יכולה להתמודד עם חפצים שבירים, קלים ובעלי צורה לא סדירה.
רובוטים בסביבה התעשייתית
הסביבה התעשייתית היא אחד התחומים המושפעים ביותר מהפיתוחים ברובוטיקה, שכן הטכנולוגיה משמשת לעתים קרובות לאחיזה ושליטה חוזרת על עצמים.
האזור של הרובוט שבו תמצא יד אנושית נקרא אפקטור קצה או תפסן, וזה היה המוקד של המחקר החדש, שפורסם ב רובוטיקה רכה והוא נקרא "ידיים אנושיות רכות עם כוח אחיזה גדול המופעל על ידי מפעילים פניאומטיים היברידיים גמישים".
Changyong Cao היה המחבר הראשי והוא מנהל המעבדה למכונות רכות ואלקטרוניקה ב-MSU. קאו הוא גם עוזר פרופסור לאריזה, הנדסת מכונות והנדסת חשמל ומחשבים.
"עיצוב היד האנושי הנודע הוא תפס גמיש רך-קשה. זה יכול ליצור כוח אחיזה גדול יותר מאשר יד רכה טהורה מסורתית, ובו זמנית להיות יציב יותר עבור מניפולציה מדויקת מאשר עמיתים אחרים המשמשים לחפצים כבדים יותר", אמר קאו.
תפסי ידיים רכות
תופסי ידיים רכים משמשים בדרך כלל בכל פעם שאובייקט שביר, קל וצורתו לא סדירה. עם זאת, יש להם חסרונות רבים, כולל משטחים חדים, יציבות אחיזה ירודה כאשר מתמקדים בעומסים לא מאוזנים, וכוח אחיזה חלש יותר עבור עומסים כבדים.
קאו והצוות שלו הסתכלו על אינטראקציות בין אדם לסביבה, כולל קטיף פירות וטיפול רפואי רגיש, בעת תכנון היד האנושית החדשה. הם קבעו שרוב מערכות האחיזה אינן יעילות באזורים שבהם הם נחוצים ביותר, כמו משימות הדורשות אינטראקציה איתנה עם חפצים שבירים.
לדברי הצוות, אב הטיפוס הדגים תפסן מגיב, מהיר וקל משקל שיכול להתמודד עם משימות שונות.
האצבעות השונות על היד האנושית הרכה עשויות ממפעיל פנאומטי היברידי גמיש, הנקרא גם FHPA, והכיפוף שלהן נשלט על ידי אוויר בלחץ. תהליך זה מביא לכך שכל ספרה יכולה להיות נשלטת באופן עצמאי מהאחרות.
"תפסים קשיחים מסורתיים ליישומים תעשייתיים עשויים בדרך כלל ממבנים קשיחים פשוטים אך אמינים המסייעים ביצירת כוחות גדולים, דיוק גבוה וחזרתיות", אמר קאו. "היד האנושית הרכה המוצעת הוכיחה יכולת הסתגלות ותאימות מצוינות באחיזה של עצמים בעלי צורה מורכבת ושבירים תוך שמירה על רמה גבוהה של קשיחות להפעלת כוחות הידוק חזקים להרמת משאות כבדים."
ה-FHPA
ה-FHPA מורכב ממרכיבים קשים ורכים.
"הם משלבים את היתרונות של יכולת העיוות, יכולת ההסתגלות וההתאמה של תפסנים רכים תוך שמירה על כוח הפלט הגדול שמקורו בקשיחות המפעיל", אמר קאו.
לדברי קאו, היד האנושית החדשה שפותחה יכולה לשמש במשימות כמו קטיף פירות, אריזה אוטומטית, טיפול רפואי ורובוטיקה כירורגית.
הצוות יחפש כעת לשלב את העבודה עם הפיתוחים הקודמים של קאו, הכוללים תפסנים 'חכמים'. הם גם רוצים לשלב חיישנים מודפסים בחומר האחיזה ולשלב את התפסן ההיברידי עם דגמי 'זרועות רכות', מה שיוביל לייצוג מדויק יותר של פעולות אנושיות בקרב רובוטים.
