Традиційні роботизовані руки зазвичай потребують точної інформації про навколишнє середовище та складного програмування для успішного захоплення об'єктів. Натомість люди можуть піднімати предмети без необхідності у точних даних про їхнє розташування, переважно завдяки природній гнучкості наших рук.
Лабораторія CREATE в EPFL (École Polytechnique Fédérale de Lausanne) надихнулася цією людською здатністю та розробила руку ADAPT — роботизовану руку, яка використовує гнучкі матеріали замість складних алгоритмів для досягнення спритної маніпуляції.
"Як люди, ми не потребуємо надто багато зовнішньої інформації, щоб схопити об'єкт, і ми вважаємо, що це завдяки гнучким — або м'яким — взаємодіям, які відбуваються на межі між об'єктом і людською рукою", — пояснює Кай Юнге, аспірант Лабораторії комп'ютерного проєктування та виготовлення роботів (CREATE) Школи інженерії під керівництвом професорки Джозі Г'юз.
Конструкція руки ADAPT надзвичайно ефективна. У той час як традиційні роботизовані руки потребують окремого двигуна для кожного суглоба, рука ADAPT використовує лише 12 двигунів, розміщених у зап'ясті, для керування 20 суглобами. Решта механічного контролю забезпечується пружинами, жорсткість яких можна регулювати, а також силіконовою "шкірою", яку можна додавати або знімати. Така стратегічно розподілена гнучкість дозволяє руці адаптуватися до різних об'єктів без додаткового програмування.
Під час випробувань рука досягла 93% успішності захоплення 24 різних об'єктів — від маленьких болтів до бананів — з рухами, що імітували людські схеми захоплення із 68% схожістю. Дослідники підтвердили цю надійність у понад 300 експериментах, порівнюючи гнучку руку з жорсткою версією.
Команда EPFL зараз розвиває цей успіх, інтегруючи елементи замкненого керування, зокрема датчики тиску в силіконовій шкірі та штучний інтелект. "Краще розуміння переваг гнучких роботів може суттєво покращити інтеграцію робототехнічних систем у дуже непередбачувані середовища або у простори, створені для людей", — підсумовує Юнге.
Цей прорив, опублікований у журналі Nature Communications Engineering, демонструє, як біоміметична гнучкість може забезпечити більш інтуїтивну та адаптивну робототехнічну маніпуляцію без складного програмування — що потенційно може змінити спосіб взаємодії роботів із людським середовищем.