Имаме пръст в най-сложната роботизирана ръка
Последно: 19 юни 2024 г. в 10:27
Що се отнася до създаването на роботизирани ръце, съществуват две основни школи. Едната поддържа позицията, че роботизираните ръце трябва да са семпли и праволинейни и просто да вършат работа – два или три захващащи пръста, които са способни да вършат почти всичко без особен фокус върху финия дизайн.
От другата страна стоят изключително сложни ръце с пет пръста, създадени да наподобяват максимално близко човешката ръка. Тази школа извежда вижданията си от теорията, че човешката ръка е създадена след милиони години целенасочена еволюция и реално всичко около нас е създадено благодарение на ръцете ни. Тоест ако искаме да и роботите да са способни на толкова много сложни операции, роботизираните ръце трябва да са максимално близки до човешките.
Тъй като човешката ръка е невероятно сложно творение, учените трябва да отчетат изключително много фактори и детайли, ако искат да създадат функционираща биомиметична антропоморфна ръка. В това отношение българският учен Емануил Тодоров и колегата му Че Шу (Zhe Xu), и двамата от Вашингтонския университет, наистина са надминали себе си. Двамата са създали най-сложната и точна от кинематична гледна точка биомиметична антропоморфна роботизирана ръка. Крайната им цел е един ден тези ръце да заменят напълно човешките.
Тодоров и Шу започнали от самото начало. Копирали механично човешката ръка по възможно най-точния начин. Първо сканирали човешка ръка от скелет и след това принтирали триизмерно изкуствени кости, което им позволило да направят дубликат на човешките стави.
„Например движението на нашите палци се дължи на сложната форма на трапецовидната кост, намираща се в карпометакарпалната (КМК) става. Заради неправилната форма на трапецовидната кост осите на КМК ставите не са фиксирани. По тази причина никоя от съществуващите до момента антропоморфни роботизирани ръце не е способна да пресъздаде естествените движения на палеца чрез конвенционални механични стави, които изискват фиксирани въртящи се оси“, обяснява Шу.
„Ние принтираме триизмерно изкуствени кости от лазерно-сканиран скелет и ги свързваме с изкуствени стави, чиито обсег на движение, здравина и динамично поведение са доста близки до човешкия им аналог. Нашата роботизирана ръка запазва по уникален начин важната биомеханична информация за човешката ръка.“
Ставните сухожилия са изработени от Spectra (свръхтежък молекулярен полиетилен) нишки и изрязани с лазер гумени листове, които заменят меките тъкани. Финалната част от роботизираната ръка на Тодоров и Шу са мускулите, които са направени от редица серво устройства, чието окабеляване наподобява карпалния тунел в човешката ръка.
Ключът към успеха на учените от Вашингтонския университет се крие във факта, че ръката е изработена да наподобява човешката, което означава, че е способна и да функционира като такава.
Творението на Тодоров и Шу ще намери сериозно приложение в телеманипулацията (контролиране от разстояние), тъй като операторът ще извършва действията инстинктивно и по този начин при употребата на роботизирани ръце няма да се загуби нищо от естествената сръчност на човешката ръка.
