Forskning Video Show Robotisk Hand Krossning En Aluminium Kan Som En Människa

De mest älskade humanoidrobotarna i popkulturen delar en gemensam personlighetstyp som är en blandning av hjälpsam och chummy. De lagar mat, städar, tvättar och fortsätter till högt fem, som den sanna robothomie de är. Och tack vare en grupp forskare kan dessa typer av maskiner inte vara begränsade till science fiction för länge.

Möt den robotiska handen ADEPT, som är förkortad Adaptivt drivs via elastomera passiva överföringar. Det är 3D-tryckt, kan fånga en boll, krossa en burk och kasta upp en shaka.

Kevin O'Brien, docent vid Cornell University och ledande författare till den forskning som publicerades onsdagen i tidningen Science Robotics, berättar Omvänd Den förenklada designen skulle kunna förbättra robotarna som redan finns under de närmaste åren.

"Vi designade det initialt för användning i proteser, men möjligheterna är oändliga", säger O'Brien. "Tekniken kan vara användbar i ett gemensamt robotsystem från legged robotar som Boston Dynamics 'Spot Mini, för att förbättra styrkan och känsligheten hos Peppers händer.

"Det är möjligt att du kan se robotar med vår teknik inom en eller två år."

Medan dess förmåga att dap you up är oöverträffad, det är de material som består av och kraft ADEPT som känner sig verkligen spelet förändras. Alla dess komponenter består av elastomer, en gummiaktig polymer som känns och verkar som mänsklig hud när den sträcker sig och spänns.

Sex små elektriska motorer är inrymda inuti handflatan, kontrollerar hur det sträcker sig och krullar fingrarna genom att linda och lindra strängar som mycket mänskliga senor. O'Brien och hans kollegor kallade denna robot gripande teknik elastomera passiva överföringar eller EPT för korta.

Detta kompletteras av sensorer som tillåter ADEPT att upptäcka närheten av ett objekt och hur tätt det hålls. Den här kombinationen gör att handen kan öppnas när den behöver snabba fånga eller utöva större kraft när man behöver krossa en aluminiumburk. Dessa typer av reflexer kommer naturligt för människor, men undervisning ADEPT för att snabbt förstå något tog månader.

"Den mest spännande delen av forskningen var första gången handen använde sina reflexer för att fånga en boll", säger O'Brien. "Vi tillbringade en timme den dagen med att fånga olika föremål. den enkla demonstrationen var välkommen validering för de många månaderna av hårt arbete och svårt teknik."

Detta är en ytterligare iteration av en lång rad robothänder och armar. Många av ADEPTs föregångare är styva och ser fler klor än händer. Mjuka robothänder visade sig vara mycket mer flexibla, men att få dem att reagera och röra sig som en människa är något som O'Brien och hans partner pionierar.

Tack vare dem kan vi få Spot Mini-spelet att fånga oss eller få Pepper att kasta oss en kall.

Abstrakt

Ett nytt mekaniskt system har gjort det möjligt för forskare att utveckla protetiska händer som är tillräckligt starka för att krossa en burk och reagera tillräckligt för att fånga en boll. Den kompakta och kostnadseffektiva tekniken är en avvikelse från de dyra och klumpiga motorerna som styr de flesta protetiska fingrarna idag. Griphållfastheten, grepphastigheten och mångfalden av rörelser av även de mest avancerade protetiska händerna bleka i jämförelse med den mänskliga handens hand. Användarstudier har visat att 90% av patienterna med proteser anser att deras hand är för långsam och 79% anser att den är för tung. Som sådan är ingenjörs enklare konstruktioner för robothänder utan att ge tillräcklig precision, kraft och hastighet en utmaning. Kevin O'Brien och kollegor åtgärdar detta problem genom att skapa ett cylindriskt remskiva som består av bälten som är inslagna runt hjulformade kugghjul (används ofta i bilmekanik). De resulterande cylindrarna, dubblerade elastomera passiva sändningar (eller EPT), kan finjustera gripkraft och kontakthastighet med ett föremål på begäran genom att justera spänningen i en tråd spolad runt hjul som styr cylinderns rörelse. Ingenjörerna använde EPT: er för att konstruera en helt 3-D-tryckt proteshand, vilket visade en nästan tredubblad ökning i gripkraft samtidigt som man behöll snabba fingeravslutningshastigheter (i sekunder) jämfört med styva spolar. Väger omkring lika mycket som en mänsklig hand, protesen kunde hålla tunga föremål som en skiftnyckel. Forskarna tror att EPT kan användas för andra enheter, till exempel robot senor, mjuka exosuits och bioinspirerade mobila robotar.