Inženirji oblikujejo humanoidno roko za prijemanje lomljivih predmetov

Skupina inženirjev na državni univerzi Michigan je zasnovala in razvila humanoidno roko, ki je veliko boljša pri opravljanju občutljivih nalog v primerjavi s tistimi, ki se tradicionalno uporabljajo. Nova robotska roka lahko rokuje s predmeti, ki so krhki, lahki in nepravilnih oblik.

Roboti v industrijskem okolju

Industrijsko okolje je eno od področij, na katera je razvoj robotike najbolj vplival, saj se tehnologija pogosto uporablja za ponavljajoče se prijemanje in nadzor predmetov. 

Območje robota, kjer bi se nahajala človeška roka, se imenuje končni efektor ali prijemalo, in na to se je osredotočila nova raziskava, ki je bila objavljena v Mehka robotika in ima naslov "Mehke humanoidne roke z veliko silo prijema, ki jo omogočajo prilagodljivi hibridni pnevmatski aktuatorji«.

Changyong Cao je bil glavni avtor in je direktor Laboratorija za mehke stroje in elektroniko na MSU. Cao je tudi docent za embalažo, strojništvo ter elektrotehniko in računalništvo. 

»Nova zasnova humanoidne roke je mehko-trdo prožno prijemalo. Ustvari lahko večjo prijemalno silo kot tradicionalna čista mehka roka in je hkrati bolj stabilen za natančno manipulacijo kot drugi primerki, ki se uporabljajo za težje predmete,« je dejal Cao. 

Prijemala z mehko roko

Mehka ročna prijemala se običajno uporabljajo, kadar je predmet krhek, lahek in nepravilnih oblik. Vendar pa imajo veliko slabosti, vključno z ostrimi površinami, slabo stabilnostjo prijemanja, ko so ciljno usmerjena neuravnotežena bremena, in šibkejšo silo prijemanja težkih bremen. 

Cao in njegova ekipa so se pri oblikovanju nove humanoidne roke osredotočali na interakcije med človekom in okoljem, vključno z nabiranjem sadja in občutljivo medicinsko oskrbo. Ugotovili so, da večina prijemalnih sistemov ni učinkovita na področjih, kjer so najbolj potrebni, kot so naloge, ki zahtevajo trdno interakcijo z lomljivimi predmeti.

Po mnenju ekipe je prototip pokazal odzivno, hitro in lahko prijemalo, ki je lahko kos različnim nalogam. 

Različni prsti na mehki humanoidni roki so narejeni iz prilagodljivega hibridnega pnevmatskega aktuatorja, imenovanega tudi FHPA, njihov upogib pa nadzira zrak pod pritiskom. Posledica tega procesa je, da je vsako števko mogoče nadzorovati neodvisno od drugih.

"Tradicionalna toga prijemala za industrijske aplikacije so na splošno izdelana iz preprostih, a zanesljivih togih struktur, ki pomagajo pri ustvarjanju velikih sil, visoke natančnosti in ponovljivosti," je dejal Cao. "Predlagana mehka humanoidna roka je pokazala odlično prilagodljivost in združljivost pri prijemanju zapletenih in krhkih predmetov, hkrati pa ohranja visoko stopnjo togosti za izvajanje močnih vpenjalnih sil za dvigovanje težkih bremen."

FHPA

FHPA je sestavljen iz trdih in mehkih komponent.

"Združujejo prednosti deformabilnosti, prilagodljivosti in skladnosti mehkih prijemal, hkrati pa ohranjajo veliko izhodno silo, ki izhaja iz togosti aktuatorja," je dejal Cao.

Po besedah ​​Caa bi lahko novo razvito humanoidno roko uporabili pri nalogah, kot so nabiranje sadja, avtomatizirano pakiranje, medicinska oskrba in kirurška robotika.

Ekipa si bo zdaj prizadevala združiti delo s Caovim prejšnjim razvojem, ki vključuje 'pametna' prijemala. Prav tako želijo integrirati tiskane senzorje v prijemalni material in združiti hibridno prijemalo z modeli 'mehkih rok', kar bi vodilo do natančnejše predstavitve človeških dejanj med roboti.