Các Kỹ Sư Thiết Kế Tay Người Cho Robot Nhận Diện Vật Thể Mỏng Manh

Một nhóm các kỹ sư tại Đại học Michigan State đã thiết kế và phát triển một tay người giống như robot có khả năng thực hiện các nhiệm vụ tinh tế hơn so với những tay người truyền thống. Tay người robot mới này có thể xử lý các vật thể mỏng manh, nhẹ và có hình dạng không đều.

Robot Trong Môi Trường Công Nghiệp

Môi trường công nghiệp là một trong những lĩnh vực bị ảnh hưởng nhiều nhất bởi sự phát triển của robot, vì công nghệ này thường được sử dụng cho việc nắm và kiểm soát các vật thể lặp đi lặp lại.

Khu vực của robot nơi một tay người sẽ được đặt là gọi là bộ phận cuối cùng hoặc gắp, và đó là trọng tâm của nghiên cứu mới, được công bố trên Soft Robotics và có tiêu đề “Tay Người Mềm Dẻo Với Lực Nắm Lớn Được Kích Hoạt Bởi Các Bộ Kích Pneumatic Hybrid Linh Hoạt.”

Changyong Cao là tác giả chính và là giám đốc của Phòng Thí Nghiệm Máy Mềm và Điện Tử tại MSU. Cao cũng là giáo sư trợ lý về Đóng Gói, Kỹ Thuật Cơ Khí và Kỹ Thuật Điện và Máy Tính.

“Thiết kế tay người mới này là một bộ gắp mềm cứng dẻo. Nó có thể tạo ra lực nắm lớn hơn so với một tay người mềm thuần túy, và đồng thời ổn định hơn cho việc thao tác chính xác hơn so với các đối tác khác được sử dụng cho các vật thể nặng,” Cao nói.

Bộ Gắp Tay Mềm

Bộ gắp tay mềm thường được sử dụng khi một vật thể mỏng manh, nhẹ và có hình dạng không đều. Tuy nhiên, chúng có nhiều nhược điểm, bao gồm bề mặt sắc nhọn, sự ổn định kém khi tải không cân bằng, và lực nắm yếu cho các tải nặng.

Cao và đội của ông đã xem xét các tương tác giữa con người và môi trường, bao gồm việc thu hoạch trái cây và chăm sóc y tế nhạy cảm, khi thiết kế tay người mới này. Họ đã xác định rằng hầu hết các hệ thống nắm không hiệu quả trong các lĩnh vực mà chúng được cần đến nhất, chẳng hạn như các nhiệm vụ yêu cầu tương tác chắc chắn với các vật thể mỏng manh.

Theo đội, mẫu thử nghiệm đã chứng minh một bộ gắp nhanh, nhẹ và linh hoạt có thể xử lý nhiều nhiệm vụ.

Các ngón tay khác nhau trên tay người mềm dẻo được làm từ một bộ kích pneumatic hybrid linh hoạt, cũng được gọi là FHPA, và độ cong của chúng được kiểm soát bởi không khí nén. Quá trình này cho phép mỗi ngón tay được kiểm soát độc lập với nhau.

“Các bộ gắp cứng truyền thống cho các ứng dụng công nghiệp thường được làm từ các cấu trúc cứng đơn giản nhưng đáng tin cậy giúp tạo ra lực lớn, độ chính xác và lặp lại cao,” Cao nói. “Tay người mềm dẻo mới này đã chứng minh khả năng thích nghi và tương thích tuyệt vời trong việc nắm các vật thể có hình dạng phức tạp và mỏng manh đồng thời duy trì mức độ cứng cao để tạo ra lực kẹp mạnh mẽ để nâng các tải nặng.”

FHPA

FHPA bao gồm các thành phần cứng và mềm.

“Chúng kết hợp các ưu điểm của sự biến dạng, thích nghi và tuân thủ của các bộ gắp mềm trong khi vẫn duy trì lực đầu ra lớn bắt nguồn từ sự cứng nhắc của bộ kích,” Cao nói.

Theo Cao, tay người mới này có thể được sử dụng trong các nhiệm vụ như thu hoạch trái cây, đóng gói tự động, chăm sóc y tế và robot phẫu thuật.

Đội sẽ hiện nay kết hợp công việc với các phát triển trước đây của Cao, bao gồm các bộ gắp thông minh. Họ cũng muốn tích hợp các cảm biến in trong vật liệu nắm và kết hợp bộ gắp hybrid với các mô hình cánh tay mềm, điều này sẽ dẫn đến một đại diện chính xác hơn về các hành động của con người trong số các robot.