Robotická ruka s dvoma palcami prekonáva ľudskú obratnosť

Prekonanie limitov ľudskej ruky

Ľudské ruky, s ich protistojnými palcami, viacerými kĺbmi a uchopovacou kožou, sú často považované za vrchol obratnosti. Mnohé robotické ruky sú navrhované podľa ich obrazu. Avšak, ľudské ruky, formované pomalým procesom evolúcie, nie sú optimalizované. Najväčšie nedostatky zahŕňajú náš jediný, asymetrický palec a pripojenie k ramenám s obmedzenou mobilitou. "Ľahko vidíme obmedzenia ľudskej ruky pri pokuse dosiahnuť objekty pod nábytkom alebo za policami, alebo pri vykonávaní simultánnych úloh ako držanie fľaše a zároveň zdvíhanie plechovky," hovorí Aude Billard, vedúca Laboratória pre učenie algoritmov a systémov (LASA) na EPFL. "Podobne, prístup k objektom umiestneným za rukou pri udržaní stabilného úchopu môže byť extrémne náročný, vyžadujúci nepríjemné krútenie zápästia alebo preusporiadanie tela." Tím zložený z Billard, výskumníka LASA Xiao Gao, a Kai Junge a Josie Hughes z Laboratória pre návrh a výrobu výpočtových robotov navrhol robotickú ruku, ktorá prekonáva tieto výzvy.

Inovatívny dizajn pre priemysel a služby

Ich zariadenie, ktoré môže podporovať až šesť identických prstov s hrotmi zo silikónu, rieši problém ľudskej asymetrie tým, že umožňuje akúkoľvek kombináciu prstov tvoriť protistojné páry v štýle palca. Vďaka svojmu reverzibilnému dizajnu sú 'chrbát' a 'dlaň' robotickej ruky zameniteľné. Ruka sa môže dokonca odpojiť od svojho robotického ramena a 'plaziť sa', podobne ako pavúk, aby uchopila a niesla objekty mimo dosahu ramena. "Naše zariadenie spoľahlivo a plynulo vykonáva 'loco manipuláciu' - stacionárnu manipuláciu kombinovanú s autonómnou mobilitou - čo podľa nás má veľký potenciál pre priemyselné, servisné a prieskumné roboty," zhrňuje Billard. Výskum bol publikovaný v Nature Communications.

Ľudské aplikácie a viac

Hoci robotická ruka vyzerá ako niečo z futuristického sci-fi filmu, výskumníci tvrdia, že čerpali inšpiráciu z prírody. "Mnohé organizmy vyvinuli všestranné končatiny, ktoré plynulo prechádzajú medzi rôznymi funkciami ako uchopovanie a pohyb. Napríklad, chobotnica používa svoje flexibilné ramená na plazenie po morskom dne a otváranie mušlí, zatiaľ čo v hmyzej ríši, modlivka používa špecializované končatiny na pohyb a chytanie koristi," hovorí Billard. Skutočne, robot z EPFL sa môže plaziť pri udržaní úchopu na viacerých objektoch, držiac ich pod svojou 'dlaňou', na svojom 'chrbte', alebo oboje. So štyrmi prstami môže zariadenie replikovať väčšinu tradičných ľudských úchopov. Keď je vybavené viac ako piatimi prstami, môže samostatne zvládnuť úlohy, ktoré zvyčajne vyžadujú dve ľudské ruky - ako odskrutkovanie uzáveru na veľkej fľaši alebo zavŕtanie skrutky do dreveného bloku pomocou skrutkovača. "Neexistuje žiadne skutočné obmedzenie v počte objektov, ktoré môže držať; ak potrebujeme držať viac objektov, jednoducho pridáme viac prstov," hovorí Billard. Výskumníci predpokladajú aplikácie svojho inovatívneho dizajnu v reálnych prostrediach, ktoré vyžadujú kompaktnosť, prispôsobivosť a multimodálnu interakciu. Napríklad, technológia by mohla byť použitá na získavanie objektov v obmedzených prostrediach alebo na rozšírenie dosahu tradičných priemyselných ramien. A hoci navrhovaná robotická ruka sama o sebe nie je antropomorfná, veria, že by mohla byť prispôsobená pre protetické aplikácie. "Symetrická, reverzibilná funkčnosť je obzvlášť cenná v scenároch, kde by užívatelia mohli profitovať z schopností nad rámec normálnej ľudskej funkcie," hovorí Billard. "Napríklad, predchádzajúce štúdie s užívateľmi dodatočných robotických prstov demonštrujú pozoruhodnú schopnosť mozgu integrovať dodatočné končatiny, čo naznačuje, že naša netradičná konfigurácia by mohla slúžiť aj v špecializovaných prostrediach vyžadujúcich rozšírené manipulačné schopnosti."

Zdroj

Autor pôvodného článku: Celia Luterbacher

Zdroj: EPFL News

Originál: https://actu.epfl.ch/news/reversible-detachable-robotic-hand-redefines-dex-2

Preklad a úprava: Redakcia robotika24

Licencia: CC BY-SA 4.0