Tradycyjne ręce robotyczne zazwyczaj wymagają precyzyjnych informacji o otoczeniu i złożonego programowania, by skutecznie chwytać przedmioty. Tymczasem ludzie potrafią podnosić rzeczy bez dokładnych danych o ich położeniu, głównie dzięki naturalnej elastyczności naszych dłoni.
Laboratorium CREATE na EPFL (École Polytechnique Fédérale de Lausanne) zainspirowało się tą ludzką zdolnością, by opracować rękę ADAPT—robotyczną dłoń, która do zręcznej manipulacji wykorzystuje elastyczne materiały zamiast skomplikowanych algorytmów.
„Jako ludzie nie potrzebujemy zbyt wielu zewnętrznych informacji, by chwycić przedmiot, a wierzymy, że to zasługa elastycznych, miękkich interakcji zachodzących na styku obiektu i ludzkiej dłoni” — wyjaśnia Kai Junge, doktorant w Laboratorium Projektowania i Wytwarzania Robotów Obliczeniowych (CREATE) na Wydziale Inżynierii, kierowanym przez prof. Josie Hughes.
Konstrukcja ręki ADAPT jest niezwykle wydajna. Podczas gdy tradycyjne ręce robotyczne wymagają silnika dla każdego przegubu, ręka ADAPT wykorzystuje tylko 12 silników umieszczonych w nadgarstku do sterowania 20 przegubami. Pozostała kontrola mechaniczna opiera się na sprężynach, których sztywność można regulować, oraz silikonowej „skórze”, którą można zakładać lub zdejmować. Tak strategicznie rozłożona elastyczność pozwala dłoni dostosować się do różnych obiektów bez dodatkowego programowania.
W testach ręka osiągnęła 93% skuteczności w chwytaniu 24 różnych przedmiotów — od małych śrub po banany — a ruchy przypominały wzorce ludzkiego chwytu w 68%. Naukowcy potwierdzili tę niezawodność w ponad 300 eksperymentach, porównując elastyczną dłoń z jej sztywną wersją.
Zespół EPFL rozwija obecnie projekt, integrując elementy sterowania w pętli zamkniętej, w tym czujniki nacisku w silikonowej skórze oraz sztuczną inteligencję. „Lepsze zrozumienie zalet elastycznych robotów może znacząco poprawić integrację systemów robotycznych w bardzo nieprzewidywalnych środowiskach lub w przestrzeniach projektowanych dla ludzi” — podsumowuje Junge.
To przełomowe osiągnięcie, opisane w Nature Communications Engineering, pokazuje, że biomimetyczna elastyczność może umożliwić bardziej intuicyjną i adaptacyjną manipulację robotyczną bez konieczności stosowania złożonego programowania — co potencjalnie może zrewolucjonizować sposób, w jaki roboty współdziałają z otoczeniem człowieka.