Инженеры Техасского университета в Остине разработали роботизированную руку FORTE (Fragile Object Grasping with Tactile Sensing) — устройство, способное манипулировать крайне хрупкими объектами без риска их повреждения.
В отличие от аналогов, система успешно справляется с задачами, требующими ювелирной точности. Например, может надежно захватить малину или картофельный чипс, не помяв их при этом. В основе решения — симбиоз «мягкой» робототехники и высокочувствительных тактильных датчиков, а потенциальная сфера применения охватывает здравоохранение, пищевую промышленность и различные производственные процессы.
Ключевая особенность устройства — особая конструкция пальцев, вдохновленная строением плавниковых лучей рыб. Пальцы созданы с помощью 3D-печати и содержат внутренние воздушные каналы. Когда рука готовится схватить предмет, каналы смещаются — это вызывает изменение давления воздуха. Небольшие датчики фиксируют эти изменения в режиме реального времени и передают роботу данные о силе захвата и риске проскальзывания.
Сейчас роботы уже могут выполнять сложные действия по дому, но им пока не под силу по-настоящему тонкие и деликатные движения. Роботы могут сложить рубашку, но им может быть сложно аккуратно взять ваши очки или достать фрукты из пакета. Мы считаем, что сенсорные сигналы позволят роботам бережно обращаться с этими предметами
В ходе испытаний систему проверили на 31 объекте — от малины и картофельных чипсов до банок из-под джема и бильярдных шаров. Результаты тестов поражают. Устройство совершило успешный захват в 91,9% случаев, показатель выше, чем у традиционных систем с визуальной обратной связью. В 93% случаев роботизированная рука распознала проскальзывания (без ложных срабатываний).
Разработчики отмечают, что человек интуитивно подбирает оптимальную силу захвата. Слишком сильное нажатие может повредить предмет, а слишком слабое — привести к тому, что он выскользнет. Большинство существующих датчиков силы не обеспечивают нужного уровня точности и быстродействия. В отличие от них, новые датчики по скорости реакции сопоставимы с сенсорами, встроенными в человеческую руку.
Технология показала потенциал для применения в разных сферах: от работы с хрупкими пищевыми продуктами до манипуляций с медицинскими инструментами и деликатными электронными компонентами. Исследователи опубликовали чертежи и алгоритмы для дальнейшего развития технологии и планируют усовершенствовать датчики — сделать их менее чувствительными к перепадам температуры и улучшить фиксацию скользких предметов.
Ранее Наука Mail рассказывала, что австралийский мини-робот собирает нефтяные разливы.
