Исследователи из Чжэцзянского университета, Ханчжоуского университета электроники и Лишуйского университета разработали человекоподобную роботизированную руку с всенаправленными мягкими датчиками изгиба. Результаты опубликованы в журнале Microsystems & Nanoengineering. Устройство призвано решить ключевую проблему робототехники — обеспечить надежное восприятие роботизированными пальцами собственного положения во время сложных движений.
Рука имеет 18 активных степеней свободы и пять жестко‑гибких пальцев. В каждый встроен мягкий оптический датчик из сегментированных волокон термопластика, трехцветный светодиод и хроматический детектор. Принцип работы основан на отслеживании ослабления красного, зеленого и синего света при изгибе датчика. Система разделяет сигналы от углов наклона и рыскания, не смешивая их.
Испытания показали высокую повторяемость результатов на протяжении 100 циклов: среднеквадратичная ошибка составила 2,1%, 1,9% и 3,2% по трем оптическим каналам. При однократном изгибе средняя погрешность — ±2,13° для угла наклона и ±2,34° для угла рыскания. Перекрестные помехи низкие: чистый угол рыскания вносил 3,2% в угол наклона, чистый угол наклона — 4,1%; отношение сигнала к помехам — 50,68 дБ и 30,81 дБ.
В демонстрационных тестах рука успешно справилась с резкой ножницами, щелчком мышью и игрой на пианино — задачами, требующими тонкой координации. Интеграция жестких и мягких элементов обеспечила естественные движения, а система датчиков — стабильность и многостепенное восприятие положения.
Это повысит эффективность человекоподобных роботов в сфере обслуживания, промышленной сборки, реабилитации и других областях, где критична точность манипуляций.
Ранее Наука Mail рассказывала о том, что роботов научили брать хрупкие предметы.
