Forskning Videoudstillinger Robotisk håndkrossning af et aluminium kan som et menneske

De mest elskede humanoide robotter i popkulturen deler en fælles personlighedstype, der er en blanding af hjælpsomme og chummy. De koger, renser, vasker og går videre til høj fem du, som den sande robot homie, de er. Og takket være en gruppe forskere er disse maskiner måske ikke begrænset til science-fiction for længe.

Mød den robot hånd ADEPT, som er kort for Adaptivt drevet via elastiske passive transmissioner. Det er 3D-trykt, kan fange en bold, knuse en dåse og smide en shaka.

Kevin O'Brien, en lektor ved Cornell University og hovedforfatteren af ​​den forskning, der blev offentliggjort onsdag i tidsskriftet Science Robotics fortæller Inverse det simplistiske design kunne forbedre robotternes muligheder, der allerede eksisterer i de kommende år.

"Vi har oprindeligt designet det til brug i proteser, men mulighederne er uendelige", siger O'Brien. "Teknologien kan være nyttig i et sammenkoblet robot system fra benede robotter som Boston Dynamics 'Spot Mini, for at forbedre styrken og følsomheden af ​​Pepper's hænder.

"Det er muligt, at du kunne se robotter med vores teknologi inden for et eller to år."

Mens dens evner til at dap up er uovertruffen, er det de materialer, der består af og magt ADEPT, der føles virkelig spilskiftende. Alle dets komponenter er lavet af elastomer, en gummiagtig polymer, som føles og virker som menneskelig hud, når den strækkes og spændes.

Seks små elektriske motorer er anbragt inde i palmen og styrer hvordan det strækker sig og krøller fingrene ved at vikle og afvikle strings meget som menneskelige sener. O'Brien og hans kolleger kaldte denne robot gribende teknik elastomere passive transmissioner eller EPT for kort.

Dette suppleres af sensorer, der tillader ADEPT at opdage nærheden af ​​en genstand og hvor tæt den holdes. Denne kombination gør det muligt for hånden at åbne åbent, når den skal gøre en hurtig fangst eller udøve mere kraft, når den skal knuse en aluminiumsbeholder. Disse slags reflekser kommer naturligt til mennesker, men undervisning ADEPT til hurtigt at forstå noget tog måneder.

"Den mest spændende del af forskningen var første gang hånden brugte sine reflekser til at fange en bold," sagde O'Brien. "Vi tilbragte en time den dag, da den fangede forskellige objekter; Den enkle demonstration var velkomment validering for de mange måneder med hårdt arbejde og svær teknik."

Dette er en yderligere iteration af en lang række robottehænder og arme. Mange af ADEPTs forgængere er stive og ser mere klør ud end hænder. Bløde robothænder viste sig at være meget mere fleksible, men at få dem til at reagere og bevæge sig som et menneske er noget, som O'Brien og hans partnere pionerer.

Takket være dem kunne vi få Spot Mini-spilene at fange med os eller få Pepper til at kaste os en kold.

Abstrakt

Et nyt mekanisk system har givet forskere mulighed for at udvikle proteser, der er stærke nok til at knuse en dåse og reaktive nok til at fange en bold. Den kompakte og omkostningseffektive teknologi er en afvigelse fra de dyre og klumpede motorer, der styrer de fleste proteser, der eksisterer i dag. Gribestyrken, grebhastigheden og mangfoldigheden af ​​bevægelser af selv de mest avancerede proteser hænder blege i sammenligning med dem af en menneskelig hånd. Brugerstudier har vist, at 90% af patienterne med proteser betragter deres hånd for langsomt, og 79% anser det for tungt. Som sådan er tekniske enklere designs til robothænder uden at ofre tilstrækkelig præcision, kraft og hastighed fortsat en udfordring. Kevin O'Brien og kolleger tacklede dette problem ved at oprette et cylindrisk remskive system bestående af bælter indpakket omkring hjulformede tandhjul (ofte anvendt i motorkøretøjer mekanik). De resulterende cylindre, dublede elastomere passive transmissioner (eller EPT'er), kunne finjustere grebstyrken og kontakthastigheden med et objekt på efterspørgsel ved at justere spændingen i en tråd spolet rundt hjul, der styrer cylinderens bevægelse. Ingeniørerne brugte EPT'er til at konstruere en helt 3-D-printet proteshånd, hvilket viste en næsten tredobbelt stigning i grebens kraft, mens du stadig opretholder hurtige fingerslukningshastigheder (i sekunder) i forhold til stive spoler. Med en vægt på omtrent lige så meget som en menneskelig hånd kunne protesen holde tunge genstande som en skiftenøgle. Forskerne mener, at EPT'er kunne anvendes til andre enheder, såsom robot sener, bløde exosuits og bioinspirerede mobile robotter.