Raziskave Video kaže robotsko roko Crushing aluminija lahko kot človek

Najbolj priljubljeni humanoidni roboti v pop kulturi imajo skupen tip osebnosti, ki je mešanica koristnih in prijateljskih. Kuhajo, čistijo, delajo perilo in nadaljujejo z visoko peto, kot pravi robotski homie. In zahvaljujoč skupini raziskovalcev, te vrste strojev morda ne bodo dolgo omejene na znanstveno fantastiko.

Spoznajte robotsko roko ADEPT, ki je kratka za Adaptivno poganjanje preko elastomernih pasivnih menjalnikov. To je 3D-natisnjeno, lahko ujame žogico, zdrobi pločevinko in vrne shaka.

Kevin O'Brien, izredni profesor na Univerzi Cornell in glavni avtor raziskave, objavljene v sredo v reviji Znanstvena robotika, pove Inverse poenostavljeno oblikovanje bi lahko izboljšalo zmogljivosti robotov, ki že obstajajo v naslednjih nekaj letih.

"Sprva smo jo zasnovali za uporabo pri protetiki, vendar so možnosti neskončne," pravi O'Brien. »Tehnologija bi lahko bila uporabna v vsakem združenem robotskem sistemu od robotov, kot je Boston Dynamics Spot Mini, do izboljšanja moči in občutljivosti Pepperjevih rok.

"Možno je, da boste roboti lahko videli z našo tehnologijo v enem ali dveh letih."

Medtem ko so njegove zmožnosti, da vas spodbudi, neprimerljive, so materiali, ki vsebujejo, in moč ADEPT, ki občutijo resnično spreminjanje igre. Vse sestavine so narejene iz elastomera, gumijastega polimera, ki se ob raztezanju in napetosti obnaša kot človeška koža.

Šest malih električnih motorjev je nameščenih znotraj dlani, ki nadzorujejo, kako se razteza in zvija s prsti, z navijanjem in odvijanjem vrvic, podobno kot človeške kite. O'Brien in njegovi kolegi so to robotsko tehniko oprijemanja označili za elastomerne pasivne ali kratke EPT.

To dopolnjujejo senzorji, ki omogočajo ADEPT-u, da zazna bližino predmeta in kako tesno je. Ta kombinacija omogoča roki, da se nenadoma odpre, ko mora hitro ujeti ali uporabiti več sile, ko mora zdrobiti aluminijasto pločevinko. Tovrstni refleksi so naravno prisotni na ljudeh, toda poučevanje ADEPT-a za hitro razumevanje je trajalo mesece.

"Najbolj razburljiv del raziskave je bil prvič, ko je roka uporabila svoje reflekse, da bi ujela žogo," je dejal O'Brien. »Tisti dan smo preživeli uro, ko je ujela različne predmete; preprosta predstavitev je bila dobrodošla potrditev za več mesecev trdega dela in težkega inženiringa."

To je nadaljnja ponovitev dolge linije robotskih rok in rok. Mnogi predhodniki ADEPT-a so togi in videti več krempljev kot roke. Dokazano je bilo, da so mehke robotske roke veliko prožnejše, toda od njih, da reagirajo in se gibljejo kot človek, je O'Brien in njegovi partnerji pionirji.

Zahvaljujoč njim, bi lahko imeli eno igro Spot Mini ujeti z nami ali pa bi Pepperju vrgli hladno.

Povzetek

Nov mehanski sistem je omogočil znanstvenikom, da razvijejo protetske roke, ki so dovolj močne, da zdrobijo pločevinko in dovolj reaktivne, da ujamejo kroglo. Kompaktna in stroškovno učinkovita tehnologija je odmik od dragih in nezanimivih motorjev, ki danes nadzorujejo večino protetičnih prstov. Trdnost oprijema, hitrost prijemanja in raznolikost gibov celo najnaprednejših protetičnih rok bledi v primerjavi s človeško roko. Študije uporabnikov so pokazale, da 90% bolnikov s protezami meni, da je njihova roka prepočasna, 79% pa jih meni, da je pretežka. Kot taka, še naprej predstavlja izziv izdelavo enostavnejših modelov za robotske roke brez žrtvovanja ustrezne natančnosti, sile in hitrosti. Kevin O'Brien in njegovi kolegi so se s tem problemom lotili tako, da so ustvarili sistem valjastega koluta, ki ga sestavljajo pasovi, oviti okrog zobnikov v obliki koles (ki se pogosto uporabljajo v mehaniki motornih vozil). Nastali cilindri, imenovani elastomerni pasivni prenos (ali EPT), bi lahko na zahtevo fino nastavili oprijemalno silo in hitrost stika z objektom tako, da bi prilagodili napetost v žici, ki je bila nameščena okoli koles, ki nadzorujejo gibanje valjev. Inženirji so uporabili EPT za izdelavo popolnoma 3-D tiskane protetične roke, ki je pokazala skoraj trikratno povečanje sile oprijema, medtem ko je še vedno ohranjala hitro hitrost zapiranja prstov (v sekundah) v primerjavi s togimi koluti. Tehtal približno toliko kot človeška roka, je lahko protetično držal težke predmete, kot je ključ. Raziskovalci verjamejo, da je EPT mogoče uporabiti na drugih napravah, kot so robotske kite, mehki eksotični obleki in bioindustrirani mobilni roboti.