Le mani robotiche tradizionali richiedono solitamente informazioni ambientali precise e una programmazione complessa per afferrare con successo gli oggetti. Al contrario, gli esseri umani possono raccogliere oggetti senza necessità di dati posizionali esatti, grazie soprattutto alla naturale conformità delle nostre mani.
Il CREATE Lab dell’EPFL (École Polytechnique Fédérale de Lausanne) si è ispirato a questa capacità umana per sviluppare la mano ADAPT—una mano robotica che utilizza materiali conformi invece di algoritmi complessi per ottenere una manipolazione destrezza.
"Come esseri umani, non abbiamo davvero bisogno di troppe informazioni esterne per afferrare un oggetto, e crediamo che ciò sia dovuto alle interazioni conformi—ovvero morbide—che avvengono all’interfaccia tra un oggetto e la mano umana", spiega Kai Junge, dottorando presso il Computational Robot Design & Fabrication (CREATE) Lab della School of Engineering, guidato dalla professoressa Josie Hughes.
Il design della mano ADAPT è sorprendentemente efficiente. Mentre le mani robotiche tradizionali richiederebbero un motore per ogni giunto, la mano ADAPT utilizza solo 12 motori alloggiati nel polso per controllare i suoi 20 giunti. Il controllo meccanico restante è affidato a molle regolabili in rigidità e a una ‘pelle’ in silicone che può essere aggiunta o rimossa. Questa conformità distribuita strategicamente permette alla mano di adattarsi a diversi oggetti senza ulteriore programmazione.
Nei test, la mano ha raggiunto un tasso di successo del 93% nell’afferrare 24 oggetti diversi, da piccoli bulloni a banane, con movimenti che imitavano i pattern di presa umani con una somiglianza del 68%. I ricercatori hanno validato questa robustezza attraverso oltre 300 esperimenti di presa, confrontando la mano conforme con una versione rigida.
Il team dell’EPFL sta ora proseguendo su questa strada integrando elementi di controllo ad anello chiuso, inclusi sensori di pressione nella pelle in silicone e intelligenza artificiale. "Una migliore comprensione dei vantaggi dei robot conformi potrebbe migliorare notevolmente l’integrazione dei sistemi robotici in ambienti altamente imprevedibili, o in ambienti progettati per gli esseri umani", riassume Junge.
Questa innovazione, pubblicata su Nature Communications Engineering, dimostra come la conformità biomimetica possa consentire una manipolazione robotica più intuitiva e adattabile senza dipendere da una programmazione complessa—potenzialmente trasformando il modo in cui i robot interagiscono con gli ambienti umani.