عادةً ما تتطلب الأيادي الروبوتية التقليدية معلومات دقيقة عن البيئة المحيطة وبرمجة معقدة للتمكن من التقاط الأشياء بنجاح. في المقابل، يستطيع البشر التقاط العناصر دون الحاجة إلى بيانات دقيقة عن مواقعها، ويرجع ذلك إلى مرونة أيدينا الطبيعية.
استلهم مختبر CREATE في EPFL (المدرسة الفدرالية التقنية في لوزان) هذه القدرة البشرية لتطوير يد ADAPT، وهي يد روبوتية تستخدم مواد مرنة بدلاً من الخوارزميات المعقدة لتحقيق تحكم دقيق ومرن.
يشرح كاي يونغه، طالب دكتوراه في مختبر تصميم وتصنيع الروبوتات الحاسوبية (CREATE) التابع لكلية الهندسة بقيادة البروفيسورة جوزي هيوز: "كبشر، لا نحتاج فعليًا إلى الكثير من المعلومات الخارجية لنتمكن من التقاط غرض ما، ونعتقد أن السبب في ذلك هو التفاعل المرن أو الناعم الذي يحدث بين الغرض ويد الإنسان".
يتميز تصميم يد ADAPT بالكفاءة العالية؛ ففي حين تتطلب الأيادي الروبوتية التقليدية محركًا لكل مفصل، تستخدم يد ADAPT فقط 12 محركًا متمركزة في المعصم للتحكم في 20 مفصلًا. أما التحكم الميكانيكي المتبقي فيتم عبر نوابض يمكن ضبط صلابتها وطبقة من السيليكون يمكن إضافتها أو إزالتها. وتسمح هذه المرونة الموزعة بشكل استراتيجي لليد بالتكيف مع أشكال وأحجام مختلفة من الأشياء دون الحاجة إلى برمجة إضافية.
خلال الاختبارات، حققت اليد الروبوتية معدل نجاح بنسبة 93% في التقاط 24 غرضًا مختلفًا، بدءًا من البراغي الصغيرة وصولًا إلى الموز، مع حركات تشبه أنماط القبضة البشرية بنسبة 68%. وقد أكد الباحثون قوة أداء اليد من خلال أكثر من 300 تجربة مقارنة بين اليد المرنة ونسخة صلبة منها.
ويعمل فريق EPFL حاليًا على تطوير هذا النجاح من خلال دمج عناصر تحكم مغلقة الدائرة، بما في ذلك حساسات ضغط في طبقة السيليكون وذكاء اصطناعي. ويقول يونغه: "فهم أفضل لمزايا الروبوتات المرنة يمكن أن يحسن بشكل كبير من دمج الأنظمة الروبوتية في البيئات غير المتوقعة أو البيئات المصممة للبشر".
ويُظهر هذا الإنجاز، الذي نُشر في مجلة Nature Communications Engineering، كيف يمكن للمرونة المستوحاة من الطبيعة أن تتيح تحكمًا روبوتيًا أكثر سهولة وتكيفًا دون الاعتماد على برمجة معقدة، ما قد يغير طريقة تفاعل الروبوتات مع البيئات البشرية.