วิดีโอการวิจัยแสดงให้เห็นว่าหุ่นยนต์มือการบดอลูมิเนียมสามารถเหมือนมนุษย์ได้

หุ่นยนต์ฮิวแมนนอยด์ที่ได้รับความนิยมมากที่สุดในวัฒนธรรมป๊อปแบ่งปันประเภทบุคลิกภาพทั่วไปที่ผสมผสานระหว่างความช่วยเหลือและความอ้วน พวกเขาปรุงอาหารทำความสะอาดซักผ้าและดำเนินการต่อเพื่อคุณห้าคนสูงเช่น homie หุ่นยนต์ที่แท้จริงพวกเขา และต้องขอบคุณกลุ่มนักวิจัยเครื่องจักรประเภทนี้อาจไม่ได้ จำกัด อยู่ในนิยายวิทยาศาสตร์เป็นเวลานาน

พบกับ ADEPT มือของหุ่นยนต์ซึ่งย่อมาจาก ขับเคลื่อนด้วย Adaptively ผ่านการส่งสัญญาณแบบ Elastomeric. มันพิมพ์ 3 มิติสามารถจับลูกบอลบดขยี้กระป๋องและโยน shaka

Kevin O’Brien รองศาสตราจารย์ที่ Cornell University และผู้เขียนหลักของการวิจัยที่ตีพิมพ์ในวันพุธในวารสาร วิทยาการหุ่นยนต์วิทยาศาสตร์ บอก ผกผัน การออกแบบที่เรียบง่ายสามารถปรับปรุงความสามารถของหุ่นยนต์ที่มีอยู่แล้วในอีกไม่กี่ปีข้างหน้า

“ ตอนแรกเราออกแบบ มัน เพื่อใช้ในขาเทียม แต่ความเป็นไปได้ไม่มีที่สิ้นสุด” โอไบรอันกล่าว “ เทคโนโลยีนี้มีประโยชน์ในระบบหุ่นยนต์ที่มีข้อต่อใด ๆ จากหุ่นยนต์ขาเช่น Boston Dynamics’Spot Mini เพื่อปรับปรุงความแข็งแกร่งและความไวของมือของพริกไทย

“ เป็นไปได้ที่คุณจะเห็นหุ่นยนต์ด้วยเทคโนโลยีของเราภายใน หนึ่งหรือสองปี”

ในขณะที่ความสามารถในการทำให้คุณดูดีขึ้นนั้นไม่มีใครเทียบได้มันเป็นวัสดุที่ประกอบด้วยและใช้พลังงาน ADEPT ที่ให้ความรู้สึกเปลี่ยนเกมอย่างแท้จริง ส่วนประกอบทั้งหมดประกอบด้วยอีลาสโตเมอร์ซึ่งเป็นโพลิเมอร์ยางที่ให้ความรู้สึกและทำตัวเหมือนผิวหนังมนุษย์เมื่อถูกยืดและตึง

มอเตอร์ไฟฟ้าขนาดเล็กจำนวนหกตัวตั้งอยู่ภายในฝ่ามือควบคุมการยืดและงอนิ้วโดยการพันและพันให้เหมือนเส้นเอ็นของมนุษย์ โอไบรอันและเพื่อนร่วมงานของเขาขนานนามว่าเทคนิคการจับหุ่นยนต์แบบอีลาสโตเมอริกแบบส่งสัญญาณเชิงรับหรือ EPT แบบย่อ ๆ

สิ่งนี้ครบครันด้วยเซ็นเซอร์ที่ช่วยให้ ADEPT ตรวจจับระยะใกล้ของวัตถุและความแน่นหนาของมัน การรวมกันนี้ช่วยให้มือเปิดอย่างต่อเนื่องเมื่อต้องการจับอย่างรวดเร็วหรือใช้แรงมากขึ้นเมื่อต้องการบดกระป๋องอลูมิเนียม ปฏิกิริยาตอบสนองชนิดนี้เกิดขึ้นตามธรรมชาติกับมนุษย์ แต่การสอนให้ ADEPT เข้าใจบางสิ่งบางอย่างได้อย่างรวดเร็วใช้เวลาหลายเดือน

“ ส่วนที่น่าตื่นเต้นที่สุดของการวิจัยคือครั้งแรกที่มือใช้การตอบสนองเพื่อจับลูกบอล” โอไบรอันกล่าว “ เราใช้เวลาหนึ่งชั่วโมงในวันนั้นเมื่อมันจับวัตถุต่าง ๆ การสาธิตอย่างง่ายคือการตรวจสอบความถูกต้องเป็นเวลาหลายเดือนของการทำงานหนักและวิศวกรรมที่ยากลำบาก”

นี่เป็นการย้ำอีกครั้งของการต่อเนื่องของมือและแขนของหุ่นยนต์ รุ่นก่อนของ ADEPT หลายคนมีความแข็งแกร่งและดูกรงเล็บมากกว่ามือ มือหุ่นยนต์ที่อ่อนนุ่มได้รับการพิสูจน์แล้วว่ามีความยืดหยุ่นมากขึ้น แต่การทำให้พวกเขาตอบสนองและเคลื่อนไหวเหมือนมนุษย์เป็นสิ่งที่โอไบรอันและพันธมิตรของเขาบุกเบิก

ต้องขอบคุณพวกเขาพวกเราสามารถมีจุดเล่นขนาดเล็กที่จับกับเราหรือได้รับพริกไทยเพื่อโยนเราเย็น

บทคัดย่อ

ระบบกลไกแบบใหม่ช่วยให้นักวิทยาศาสตร์พัฒนามือเทียมที่แข็งแรงพอที่จะบดขยี้กระป๋องและทำปฏิกิริยาได้มากพอที่จะจับลูกบอลได้ เทคโนโลยีที่มีขนาดกะทัดรัดและประหยัดค่าใช้จ่ายนั้นเกิดขึ้นจากมอเตอร์ราคาแพงและมอเตอร์แบบ clunky ที่ควบคุมนิ้วมือเทียมส่วนใหญ่ที่มีอยู่ในปัจจุบัน ความแข็งแรงในการจับความเร็วในการจับและความหลากหลายของการเคลื่อนไหวของมือเทียมที่ทันสมัยที่สุดนั้นซีดเมื่อเปรียบเทียบกับมือของมนุษย์ การศึกษาผู้ใช้แสดงให้เห็นว่า 90% ของผู้ป่วยที่มีอวัยวะเทียมพิจารณาว่ามือของพวกเขาช้าเกินไปและ 79% คิดว่ามันหนักเกินไป ดังนั้นการออกแบบทางวิศวกรรมที่ง่ายขึ้นสำหรับมือหุ่นยนต์โดยไม่ต้องเสียสละความแม่นยำแรงและความเร็วที่เพียงพอยังคงเป็นความท้าทาย Kevin O’Brien และเพื่อนร่วมงานจัดการปัญหานี้โดยการสร้างระบบลูกรอกทรงกระบอกซึ่งประกอบด้วยเข็มขัดที่หุ้มรอบเฟืองรูปล้อ (มักใช้ในกลศาสตร์ยานยนต์) กระบอกสูบที่เกิดขึ้นซึ่งเรียกว่าการส่งผ่านแบบอีลาสโตเมอร์แบบอีลาสโตเมอร์ (หรือ EPT) สามารถปรับแรงจับและความเร็วในการสัมผัสกับวัตถุที่ต้องการได้โดยการปรับแรงตึงในลวดที่สพูลรอบล้อที่ควบคุมการเคลื่อนไหวของกระบอกสูบ วิศวกรใช้ EPT เพื่อสร้างมือเทียมพิมพ์ 3 มิติซึ่งแสดงให้เห็นถึงแรงยึดเกาะที่เพิ่มขึ้นเกือบสามเท่าในขณะที่ยังคงรักษาความเร็วในการปิดนิ้วอย่างรวดเร็ว (ในไม่กี่วินาที) เมื่อเทียบกับแกนแข็ง ด้วยน้ำหนักที่มากพอ ๆ กับมือมนุษย์แขนขาเทียมสามารถถือของหนัก ๆ ได้เช่นประแจ นักวิจัยเชื่อว่า EPT สามารถนำไปใช้กับอุปกรณ์อื่น ๆ ได้เช่นเอ็นหุ่นยนต์, exosuits ที่อ่อนนุ่มและหุ่นยนต์มือถือที่ได้รับการเจาะชีวภาพ