Výzkum Video ukazuje robotické ruční drcení hliníku může člověka

Nejoblíbenější humanoidní roboti v popkulturní kultuře sdílejí společný typ osobnosti, který je směsí užitečného a mumlavého. Uvaří, čistí, prají a pokračují na pětky, stejně jako je skutečná robotická homie. A díky skupině výzkumníků nemusí být tyto typy strojů dlouho omezeny na science fiction.

Seznamte se s robotickou rukou ADEPT, která je krátká Adaptivně řízený přes Elastomeric pasivní přenosy. Je to 3D tisk, může chytit míč, rozdrtit plechovku a vyhodit šaku.

Kevin O'Brien, docent na Cornell University a hlavní autor výzkumu publikovaného ve středu v časopise Věda robotika, řekne Inverzní zjednodušený design by mohl zlepšit schopnosti robotů, které již existují v příštích několika letech.

„Původně jsme to navrhli pro použití v protetice, ale možnosti jsou nekonečné,“ říká O'Brien. „Tato technologie by mohla být užitečná v jakémkoliv robotickém systému, který je spojen s robotem, jako je například Boston Dynamics Spot Mini, ke zlepšení síly a citlivosti Pepperových rukou.

„Je možné, že byste mohli vidět roboty s naší technologií během jednoho nebo dvou let.“

Zatímco jeho schopnosti dapovat vás jsou neporovnatelné, jsou to materiály, které obsahují a výkon ADEPT, které se cítí skutečně měnící hru. Všechny jeho složky jsou tvořeny elastomerem, gumovým polymerem, který se cítí a působí jako lidská kůže, když je napnutý a napjatý.

Šest malých elektromotorů je umístěno uvnitř dlaně, kontroluje, jak se rozprostírá a kroutí prsty, navíjením a odvíjením strun podobně jako lidské šlachy. O'Brien a jeho kolegové dabovali tuto robotickou techniku ​​uchopení elastomerních pasivních přenosů nebo EPT.

To je doplněno senzory, které umožňují ADEPT detekovat blízkost objektu a jeho pevnost. Tato kombinace umožňuje rychlé otevření ruky, když potřebuje rychle zachytit nebo vyvinout větší sílu, když potřebuje rozdrtit hliníkovou plechovku. Tyto druhy reflexů přicházejí přirozeně k lidem, ale naučit ADEPT rychle pochopit něco trvalo měsíce.

„Nejzajímavější část výzkumu byla poprvé, kdy ruka použila své reflexy, aby chytila ​​míč,“ řekl O'Brien. „Ten den jsme strávili s tím, že jsme chytili různé předměty; jednoduchá demonstrace byla vítanou validací pro mnoho měsíců tvrdé práce a obtížného inženýrství. “

Toto je další iterace dlouhé linie robotických rukou a paží. Mnozí z předchůdců ADEPT jsou tuhé a vypadají více než drápy. Ukázalo se, že měkké robotické ruce jsou mnohem flexibilnější, ale jak se k nim přimějí, aby reagovali a pohybovali se jako člověk, O'Brien a jeho partneři byli průkopníky.

Díky nim bychom mohli mít u nás možnost hrát Mini Spot, nebo si nechat Peppera, aby nás vyhodil.

Abstraktní

Nový mechanický systém umožnil vědcům vyvinout protetické ruce dostatečně silné, aby rozdrtili plechovku a dostatečně reaktivně zachytili míč. Kompaktní a cenově výhodná technologie je odklon od drahých a neohrabaných motorů, které dnes ovládají většinu protetických prstů. Síla úchopu, rychlost uchopení a rozmanitost pohybů i těch nejmodernějších protetických rukou blednou ve srovnání s lidskou rukou. Uživatelské studie ukázaly, že 90% pacientů s protézami považuje svou ruku za příliš pomalou a 79% ji považuje za příliš těžkou. Výzva spočívá v tom, že inženýrské jednodušší návrhy pro robotické ruce bez obětování přiměřené přesnosti, síly a rychlosti zůstávají výzvou. Kevin O'Brien a kolegové tento problém vyřešili vytvořením válcového kladkového systému složeného z pásů ovinutých kolem ozubených kol (často používaných v mechanice motorových vozidel). Výsledné válce, přezdívané elastomerní pasivní přenosy (nebo EPT), by mohly jemně doladit sílu uchopení a rychlost kontaktu s předmětem na vyžádání nastavením napětí v drátu navinutém kolem kol ovládajících pohyb válců. Inženýři použili EPT k vytvoření zcela 3-D potištěné protetické ruky, která prokázala téměř trojnásobný vzrůst síly uchopení při zachování rychlostí zavírání prstů (v sekundách) ve srovnání s pevnými cívkami. Protetika, vážící tolik jako lidská ruka, dokázala držet těžké předměty, jako je klíč. Vědci se domnívají, že EPT lze aplikovat na jiná zařízení, jako jsou robotické šlachy, měkké exosuity a mobilní roboti s bioinspirem.