In een belangrijke stap voorwaarts in robotmanipulatie hebben onderzoekers van het Computational Robot Design & Fabrication (CREATE) Lab van EPFL een robotische hand ontwikkeld die objecten kan grijpen met opmerkelijk menselijke bewegingen, die spontaan uit het ontwerp voortkomen in plaats van uit complexe programmering.
De ADAPT-hand (Adaptive Dexterous Anthropomorphic Programmable sTiffness) maakt gebruik van een strategische verdeling van flexibele materialen—voornamelijk siliconen strips die rond een mechanische structuur zijn gewikkeld en met veren belaste gewrichten—om wat onderzoekers "zelforganiserende" grepen noemen te creëren. In tegenstelling tot traditionele robotische handen, die precieze informatie nodig hebben over de positie en eigenschappen van een object, kan de ADAPT-hand zich aanpassen aan verschillende objecten met minimale input.
"Als mensen hebben we niet veel externe informatie nodig om een object te grijpen, en wij denken dat dit komt door de flexibele—of zachte—interacties die plaatsvinden op het raakvlak tussen een object en een menselijke hand," legt Kai Junge uit, promovendus onder leiding van professor Josie Hughes bij het CREATE Lab.
Het ontwerp van de hand is opmerkelijk efficiënt: slechts 12 motoren in de pols sturen 20 gewrichten aan. De resterende mechanische controle komt van veren die in stijfheid kunnen worden aangepast en van de siliconen 'huid' die kan worden toegevoegd of verwijderd. In tests wist de ADAPT-hand met een succesratio van 93% 24 verschillende objecten op te pakken, met bewegingen die voor 68% overeenkwamen met natuurlijk menselijk grijpen.
Wat deze ontwikkeling bijzonder maakt, is de eenvoud van de programmering. De hand beweegt via slechts vier algemene punten om een object op te tillen, waarbij verdere aanpassingen automatisch plaatsvinden zonder extra programmering—wat robotici 'open loop'-besturing noemen. Hierdoor kan de hand zich aanpassen aan objecten variërend van een enkele bout tot een banaan, zonder herprogrammering.
Het EPFL-team bouwt hierop voort door nu gesloten-lusbesturing te integreren, waaronder druksensoren in de siliconen huid en kunstmatige intelligentie. Deze aanpak kan leiden tot robots die de aanpasbaarheid van flexibele materialen combineren met nauwkeurige controle, wat mogelijk een revolutie teweegbrengt in de manier waarop robots omgaan met onvoorspelbare omgevingen of ruimtes die voor mensen zijn ontworpen.