Ingineri proiectează o mână humanoidă pentru a apuca obiecte fragile

O echipă de ingineri de la Universitatea de Stat din Michigan a proiectat și dezvoltat o mână humanoidă care este mult mai bună la efectuarea unor sarcini delicate în comparație cu cele utilizate în mod tradițional. Noua mână robotică poate manipula obiecte care sunt fragile, ușoare și de forme neregulate.

Roboți în mediul industrial

Mediul industrial este una dintre zonele cel mai afectate de dezvoltările în domeniul roboticii, deoarece tehnologia este adesea utilizată pentru apucarea și controlul repetitiv al obiectelor.

Zona robotului în care s-ar afla o mână umană se numește efectuator de capăt sau apucător, și aceasta a fost focusul noii cercetări, care a fost publicată în Soft Robotics și se intitulează „Mâini umanoide moi cu forță de apucare mare, permisă de actuatoare hibride pneumatice flexibile.”

Changyong Cao a fost autorul principal și este directorul Laboratorului pentru Mașini și Electronică Moale de la MSU. Cao este, de asemenea, profesor asistent în Ambalare, Inginerie Mecanică și Inginerie Electrică și Informatică.

„Noua proiectare a mâinii umanoide este un apucător moale-tare flexibil. Acesta poate genera o forță de apucare mai mare decât o mână moale pură tradițională și, în același timp, poate fi mai stabilă pentru manipularea precisă decât alte contrapărți utilizate pentru obiecte mai grele,” a spus Cao.

Apucătoare moi pentru mâini

Apucătoarele moi pentru mâini sunt utilizate, de obicei, atunci când un obiect este fragil, ușor și de formă neregulată. Cu toate acestea, ele au multe dezavantaje, inclusiv suprafețe ascuțite, stabilitate slabă a apucării atunci când se vizează încărcături dezechilibrate și o forță de apucare mai slabă pentru încărcături grele.

Cao și echipa sa s-au concentrat asupra interacțiunilor dintre oameni și mediu, inclusiv culegerea fructelor și îngrijirea medicală sensibilă, atunci când au proiectat noua mână humanoidă. Ei au determinat că majoritatea sistemelor de apucare nu sunt eficiente în zonele în care sunt necesare, cum ar fi sarcinile care necesită interacțiuni ferme cu obiecte fragile.

Conform echipei, prototipul a demonstrat un apucător receptiv, rapid și ușor care putea efectua diverse sarcini.

Degetele diferite de pe mâna moale humanoidă sunt realizate dintr-un actuator hibrid pneumatic flexibil, numit și FHPA, și curburile lor sunt controlate de aer comprimat. Acest proces permite fiecărui deget să fie controlat independent de ceilalți.

“Apucătoarele rigide tradiționale pentru aplicații industriale sunt, în general, realizate din structuri rigide simple, dar fiabile, care ajută la generarea unor forțe mari, precizie și reproductibilitate,” a spus Cao. “Mâna moale humanoidă propusă a demonstrat o adaptabilitate și compatibilitate excelente în apucarea obiectelor complexe și fragile, menținând, în același timp, un nivel ridicat de rigiditate pentru exercitarea unor forțe de strângere puternice pentru ridicarea încărcăturilor grele.”

FHPA

FHPA constă în componente dure și moi.

“Ele combină avantajele deformabilității, adaptabilității și complianței apucătoarelor moi, menținând, în același timp, forța de ieșire mare provenită din rigiditatea actuatorului,” a spus Cao.

Conform lui Cao, noua mână humanoidă dezvoltată poate fi utilizată în sarcini precum culegerea fructelor, ambalarea automată, îngrijirea medicală și robotica chirurgicală.

Echipa va lucra acum pentru a combina această lucrare cu dezvoltările anterioare ale lui Cao, care includ “apucătoare inteligente”. Ei doresc, de asemenea, să integreze senzori imprimați în materialul de apucare și să combine apucătorul hibrid cu modele de “brațe moi”, ceea ce ar conduce la o reprezentare mai precisă a acțiunilor umane printre roboți.