Tradičné robotické ruky zvyčajne vyžadujú presné informácie o prostredí a zložité programovanie, aby úspešne uchopili predmety. Naopak, ľudia dokážu predmety zdvíhať aj bez presných údajov o ich polohe, predovšetkým vďaka prirodzenej prispôsobivosti našich rúk.
Laboratórium CREATE na EPFL (École Polytechnique Fédérale de Lausanne) sa inšpirovalo touto ľudskou schopnosťou a vyvinulo ruku ADAPT—robotickú ruku, ktorá namiesto zložitých algoritmov využíva prispôsobivé materiály na dosiahnutie obratnej manipulácie.
„Ako ľudia nepotrebujeme na uchopenie predmetu veľa externých informácií a veríme, že je to vďaka prispôsobivým—alebo mäkkým—interakciám, ktoré vznikajú na rozhraní medzi predmetom a ľudskou rukou,“ vysvetľuje Kai Junge, doktorand na Katedre výpočtového návrhu a výroby robotov (CREATE Lab), ktorú vedie profesorka Josie Hughes.
Konštrukcia ruky ADAPT je mimoriadne efektívna. Kým tradičné robotické ruky by vyžadovali motor pre každý kĺb, ruka ADAPT využíva iba 12 motorov umiestnených v zápästí na ovládanie svojich 20 kĺbov. Zvyšok mechanického ovládania zabezpečujú pružiny, ktorých tuhosť možno nastavovať, a silikónová „koža“, ktorú je možné pridať alebo odstrániť. Táto strategicky rozložená prispôsobivosť umožňuje ruke prispôsobiť sa rôznym predmetom bez ďalšieho programovania.
Pri testovaní dosiahla ruka 93% úspešnosť pri uchopení 24 rôznych objektov, od malých skrutiek až po banány, pričom pohyby napodobňovali ľudské vzory uchopenia so 68% podobnosťou. Výskumníci túto robustnosť overili v rámci viac ako 300 experimentov, v ktorých porovnávali prispôsobivú ruku s jej tuhým variantom.
Tím z EPFL teraz na tento úspech nadväzuje integráciou prvkov uzavretej spätnej väzby, vrátane tlakových senzorov v silikónovej koži a umelej inteligencie. „Lepšie pochopenie výhod prispôsobivých robotov by mohlo výrazne zlepšiť integráciu robotických systémov do vysoko nepredvídateľných prostredí alebo do prostredí navrhnutých pre ľudí,“ zhrňuje Junge.
Tento prelom, publikovaný v Nature Communications Engineering, ukazuje, ako biomimetická prispôsobivosť môže umožniť intuitívnejšiu a flexibilnejšiu robotickú manipuláciu bez potreby zložitého programovania—a potenciálne zmeniť spôsob, akým roboty interagujú s ľudským prostredím.