Výskum Video ukazuje robotické ručné drvenie hliníkové plechovky ako človek

Najobľúbenejší humanoidní roboti v populárnej kultúre majú spoločný typ osobnosti, ktorý je kombináciou užitočného a mumlatého. Varia, čistia, robia bielizeň a pokračujú k vám, ako je skutočná robotická homie. A vďaka skupine výskumníkov sa tieto druhy strojov nemusia dlhodobo obmedzovať na science fiction.

Zoznámte sa s robotickou rukou ADEPT, ktorá je krátka Adaptívne poháňané prostredníctvom Elastomerických pasívnych prenosov, Je to 3D tlač, môže chytiť loptu, rozdrviť plechovku a zvrhnúť šaku.

Kevin O'Brien, docent na Cornell University a hlavný autor výskumu publikovaného v stredu v časopise Veda robotika, rozpráva obrátený zjednodušujúci dizajn by mohol zlepšiť schopnosti robotov, ktoré už existujú v najbližších rokoch.

„Pôvodne sme ho navrhli na použitie v protetike, ale možnosti sú nekonečné,“ hovorí O'Brien. „Táto technológia by mohla byť užitočná v každom spojenom robotickom systéme od robotických robotov ako Boston Dynamics Spot Mini, aby sa zlepšila sila a citlivosť Pepperových rúk.

„Je možné, že by ste mohli vidieť robotov s našou technológiou v priebehu jedného alebo dvoch rokov.“

Zatiaľ čo jeho schopnosti vyhodiť vás sú neporovnateľné, sú to materiály, ktoré obsahujú a ADEPT, ktoré sa cítia skutočne hrou. Všetky jeho komponenty sú vyrobené z elastoméru, gumového polyméru, ktorý sa pri napínaní a napínaní správa ako ľudská pokožka.

Šesť malých elektromotorov je umiestnených vo vnútri dlane, ktoré kontrolujú, ako sa rozširuje a krúti prstami, navíjaním a odvíjaním strun podobne ako ľudské šľachy. O'Brien a jeho kolegovia prezývali tento robotický spôsob uchytenia elastomérnych pasívnych prenosov alebo EPT.

Toto je doplnené senzormi, ktoré umožňujú ADEPTu detekovať blízkosť objektu a jeho pevnosť. Táto kombinácia umožňuje ručne otvoriť ruku, keď potrebuje rýchlo zachytiť alebo vyvinúť väčšiu silu, keď potrebuje rozdrviť hliníkovú plechovku. Tieto druhy reflexov prichádzajú prirodzene k ľuďom, ale učenie ADEPT, aby niečo rýchlo pochopilo, trvalo mesiace.

„Najzaujímavejšia časť výskumu bola prvýkrát, čo ruka použila svoje reflexy na chytenie lopty,“ povedal O'Brien. „V ten deň sme strávili hodinu tým, že sme chytili rôzne predmety; jednoduchá ukážka bola vítanou validáciou počas mnohých mesiacov tvrdej práce a zložitého inžinierstva. “

Toto je ďalšia iterácia dlhej línie robotických rúk a rúk. Mnohí predchodcovia ADEPT sú tuhé a vyzerajú viac ako pazúry. Ukázalo sa, že mäkké robotické ruky sú omnoho flexibilnejšie, ale prinútiť ich, aby reagovali a pohybovali sa ako človek, je niečo, čo O'Brien a jeho partneri propagovali.

Vďaka nim by sme mohli mať na mieste, kde by sme si mohli zahrať u nás, alebo nechať Peppera, aby nám hodil studenú.

abstraktné

Nový mechanický systém umožnil vedcom vyvinúť protetické ruky dostatočne silné, aby rozdrvili plechovku a dostatočne reaktívne, aby chytili loptu. Kompaktná a nákladovo efektívna technológia je odklon od drahých a neohrabaných motorov, ktoré dnes ovládajú väčšinu protetických prstov. Pevnosť v uchopení, rýchlosť uchopenia a rozmanitosť pohybov aj tých najmodernejších protetických rúk sú bledé v porovnaní s ľudskou rukou. Užívateľské štúdie ukázali, že 90% pacientov s protézami považuje svoju ruku za príliš pomalú a 79% ju považuje za príliš ťažkú. Inžinierske jednoduchšie návrhy pre robotické ruky bez obetovania primeranej presnosti, sily a rýchlosti zostávajú výzvou. Kevin O'Brien a jeho kolegovia tento problém riešili vytvorením valcového kladkového systému, ktorý sa skladal z pásov ovinutých okolo ozubených kolies (často používaných v mechanike motorových vozidiel). Výsledné valce, nazývané elastomérne pasívne prenosy (alebo EPT), mohli jemne doladiť uchopovaciu silu a rýchlosť kontaktu s predmetom na požiadanie nastavením napätia v drôte navinutom okolo kolies ovládajúcich pohyb valcov. Inžinieri použili EPT na vytvorenie úplne 3-D potlačenej protetickej ruky, ktorá demonštrovala takmer trojnásobné zvýšenie priľnavosti pri zachovaní rýchlych rýchlostí uzavretia prstov (v sekundách) v porovnaní s pevnými cievkami. Protéza bola schopná držať ťažké predmety, ako napríklad kľúč. Výskumníci sa domnievajú, že EPT by sa mohli aplikovať na iné zariadenia, ako sú robotické šľachy, mäkké exosuity a mobilné roboty s bioinspirovaním.