Engenheiros Projetam Mão Humanóide para Pegar Objetos Frágeis

Uma equipe de engenheiros da Universidade Estadual de Michigan projetou e desenvolveu uma mão humanóide que é muito melhor em realizar tarefas delicadas em comparação com as tradicionalmente utilizadas. A nova mão robótica pode lidar com objetos que são frágeis, leves e irregularmente moldados.

Robôs no Ambiente Industrial

O ambiente industrial é uma das áreas mais impactadas pelos desenvolvimentos em robótica, pois a tecnologia é frequentemente usada para o manejo e controle repetitivo de objetos.

A área do robô onde uma mão humana estaria localizada é chamada de efetor de fim ou gripper, e foi o foco da nova pesquisa, que foi publicada em Soft Robotics e é intitulada “Mãos Humanoides Macias com Grande Força de Agarre Permitida por Atuadores Híbridos Pneumáticos Flexíveis.”

Changyong Cao foi o autor principal e é o diretor do Laboratório de Máquinas e Eletrônica Macias da MSU. Cao também é professor assistente de Embalagem, Engenharia Mecânica e Engenharia Elétrica e de Computador.

“O novo design da mão humanóide é um gripper macio-duro flexível. Ele pode gerar uma força de agarre maior do que uma mão macia tradicional pura, e simultaneamente ser mais estável para manipulação precisa do que outros utilizados para objetos mais pesados,” disse Cao.

Grippers de Mão Macia

Grippers de mão macia são normalmente utilizados sempre que um objeto é frágil, leve e irregularmente moldado. No entanto, eles têm muitas desvantagens, incluindo superfícies afiadas, estabilidade de agarre pobre quando cargas desequilibradas são alvo, e uma força de agarre mais fraca para cargas pesadas.

Cao e sua equipe olharam para interações humanas-ambiente, incluindo a colheita de frutas e cuidados médicos sensíveis, ao projetar a nova mão humanóide. Eles determinaram que a maioria dos sistemas de agarre não é eficaz nas áreas onde são mais necessários, como tarefas que exigem interação firme com objetos frágeis.

De acordo com a equipe, o protótipo demonstrou um gripper responsivo, rápido e leve que poderia lidar com várias tarefas.

Os diferentes dedos da mão macia humanóide são feitos de um atuador híbrido pneumático flexível, também chamado de FHPA, e sua curvatura é controlada por ar pressurizado. Esse processo resulta em cada dígito ser capaz de ser controlado independentemente dos outros.

“Grippers rígidos tradicionais para aplicações industriais são geralmente feitos de estruturas rígidas simples, mas confiáveis, que ajudam a gerar forças grandes, alta precisão e repetitividade,” disse Cao. “A mão humanóide macia proposta demonstrou excelente adaptabilidade e compatibilidade em agarre de objetos complexos e frágeis, enquanto mantém um alto nível de rigidez para exercer forças de clampagem fortes para levantar cargas pesadas.”

O FHPA

O FHPA consiste em componentes rígidos e macios.

“Eles combinam as vantagens da deformabilidade, adaptabilidade e conformidade dos grippers macios, enquanto mantêm a grande força de saída originada da rigidez do atuador,” disse Cao.

De acordo com Cao, a mão humanóide recém-desenvolvida poderia ser usada em tarefas como a colheita de frutas, embalagem automatizada, cuidados médicos e robótica cirúrgica.

A equipe agora busca combinar o trabalho com os desenvolvimentos anteriores de Cao, que incluem “grippers inteligentes”. Eles também querem integrar sensores impressos no material de agarre e combinar o gripper híbrido com modelos de “braços macios”, o que levaria a uma representação mais precisa de ações humanas entre robôs.