In un importante progresso per la manipolazione robotica, i ricercatori del Computational Robot Design & Fabrication (CREATE) Lab dell’EPFL hanno sviluppato una mano robotica in grado di afferrare oggetti con movimenti sorprendentemente simili a quelli umani, che emergono spontaneamente dal suo design piuttosto che da una programmazione complessa.
La mano ADAPT (Adaptive Dexterous Anthropomorphic Programmable sTiffness) utilizza una distribuzione strategica di materiali flessibili—principalmente strisce di silicone avvolte attorno a una struttura meccanica e giunti caricati a molla—per creare quelle che i ricercatori definiscono "prese auto-organizzate". A differenza delle mani robotiche tradizionali, che richiedono informazioni precise sulla posizione e sulle proprietà di un oggetto, la mano ADAPT può adattarsi a diversi oggetti con un input minimo.
"Come esseri umani, non abbiamo davvero bisogno di troppe informazioni esterne per afferrare un oggetto, e crediamo che ciò sia dovuto alle interazioni flessibili—o morbide—che avvengono all’interfaccia tra un oggetto e la mano umana", spiega Kai Junge, dottorando sotto la supervisione della professoressa Josie Hughes presso il CREATE Lab.
Il design della mano è notevolmente efficiente, utilizzando solo 12 motori alloggiati nel polso per controllare i suoi 20 giunti. Il controllo meccanico restante deriva da molle regolabili in rigidità e dalla "pelle" in silicone che può essere aggiunta o rimossa. Nei test, la mano ADAPT ha afferrato con successo 24 oggetti diversi con un tasso di successo del 93%, utilizzando movimenti che imitavano la presa naturale umana con una somiglianza del 68%.
Ciò che rende particolarmente rilevante questo sviluppo è la semplicità della programmazione della mano. Si muove attraverso solo quattro punti di riferimento generali per sollevare un oggetto, e ogni ulteriore adattamento avviene automaticamente senza programmazione aggiuntiva—quello che i roboticisti chiamano controllo "open loop". Questo permette alla mano di adattare la presa su oggetti che vanno da un singolo bullone a una banana senza dover essere riprogrammata.
Il team dell’EPFL sta ora lavorando su questa base integrando elementi di controllo "closed loop", inclusi sensori di pressione nella pelle in silicone e intelligenza artificiale. Questo approccio potrebbe portare a robot che uniscono l’adattabilità dei materiali flessibili con il controllo preciso, rivoluzionando potenzialmente il modo in cui i robot interagiscono con ambienti imprevedibili o spazi progettati per gli esseri umani.