Forskning Video Shows Robotisk hånd knusing et aluminium kan som et menneske

De mest elskede humanoide roboter i popkulturen deler en felles personlighetstype som er en blanding av hjelpsom og chummy. De koker, rengjør, vasker og fortsetter til fem på deg, som den sanne robotgruppen de er. Og takket være en gruppe forskere, kan disse maskinene ikke være begrenset til science-fiction for lenge.

Møt den robotiske hånden ADEPT, som er kort for Adaptivt drevet via elastiske passive overføringer. Det er 3D-trykt, kan ta en ball, knuse en boks og kaste opp en shaka.

Kevin O'Brien, en lektor ved Cornell University og hovedforfatteren av forskningen, publisert onsdag i tidsskriftet Science Robotics, forteller Omvendt Den enkle designen kunne forbedre robotenes evne til å eksistere allerede i de neste årene.

"Vi opprinnelig designet det til bruk i proteser, men mulighetene er uendelige, sier O'Brien. "Teknologien kan være nyttig i et sammenkoblet robotsystem fra legged roboter som Boston Dynamics 'Spot Mini, for å forbedre styrken og følsomheten til Pepper's hands.

"Det er mulig at du kunne se roboter med vår teknologi innen ett eller to år."

Mens dens evner til å slå deg opp er uovertruffen, er det materialene som består av og kraften ADEPT som føles virkelig spillbyttende. Alle komponentene er laget av elastomer, en gummiaktig polymer som føles og virker som menneskelig hud når den strekkes og strekkes.

Seks små elektriske motorer er plassert inne i håndflaten, og styrer hvordan den strekker seg og krøller fingrene, ved vikling og avlasting av strenger som menneskelige sener. O'Brien og hans kolleger kaller denne roboten gripende teknikken elastomere passive sendinger eller EPT for kort.

Dette suppleres av sensorer som tillater ADEPT å oppdage nærheten til en gjenstand og hvor tett den holdes. Denne kombinasjonen gjør at hånden kan åpnes når den trenger å ta en rask fangst eller utøve mer kraft når det skal knuses en aluminiumskanne. Disse typer reflekser kommer naturlig for mennesker, men undervisning ADEPT for raskt å forstå noe tok måneder.

"Den mest spennende delen av forskningen var første gang hånden brukte sine reflekser for å ta en ball," sa O'Brien. "Vi tilbrakte en time den dagen etter at den hadde fanget forskjellige objekter; Den enkle demonstrasjonen var velkommen validering for de mange månedene med hardt arbeid og vanskelig konstruksjon."

Dette er en videre iterasjon av en lang rekke roboter i hånd og arm. Mange av ADEPTs forgjengere er stive og ser mer klør enn hender. Myke robothender viste seg å være mye mer fleksible, men å få dem til å reagere og bevege seg som et menneske er noe som O'Brien og hans partnere pionerer.

Takket være dem kan vi få Spot Mini til å fange med oss ​​eller få Pepper til å kaste oss en kald en.

Abstrakt

Et nytt mekanisk system har gjort det mulig for forskere å utvikle prostetiske hender som er sterke nok til å knuse en boks og reaktive nok til å ta en ball. Den kompakte og kostnadseffektive teknologien er et avvik fra de dyre og klumpete motorer som styrer de fleste proteser som eksisterer i dag. Gripsstyrken, grephastigheten og mangfoldet av bevegelser av selv de mest avanserte prostetiske hendene blek i sammenligning med dem i en menneskelig hånd. Brukerstudier har vist at 90% av pasientene med proteser anser hånden for sakte og 79% anser det for tungt. Som sådan er ingeniørdesign enklere design for robotte hender uten å ofre tilstrekkelig presisjon, kraft og fart, fortsatt en utfordring. Kevin O'Brien og kolleger taklet dette problemet ved å lage et sylindrisk remskive system bestående av bånd innpakket rundt hjulformede gir (ofte brukt i motorkjøretøyer). De resulterende sylindere, kalt elastomere passive transmisjoner (eller EPT), kan finjustere gripekraften og kontakthastigheten med en gjenstand på etterspørsel ved å justere spenningen i en ledning spolet rundt hjul som styrer sylinderbevegelsen. Ingeniørene brukte EPTs til å konstruere en helt 3-D-prostetisk hånd, som viste en nesten trefoldig økning i gripekraften, samtidig som den opprettholde hurtige fingerlukningshastigheter (i sekunder) sammenlignet med stive spoler. Vektet omtrent like mye som en menneskelig hånd, var protesen i stand til å holde tunge gjenstander som en skiftenøkkel. Forskerne mener at EPT kan brukes på andre enheter, for eksempel robot sener, myke eksos, og bioinspirerte mobile roboter.