Construire une main de robot super robuste - IEEE Spectrum
Des chercheurs allemands ont construit une main de robot anthropomorphe qui peut supporter des collisions avec des objets durs et même des grèves d'un marteau sans casser en morceaux.
La main de DLR a la forme et la taille d'une main humaine, avec cinq doigts articulés alimentés par une bande de 38 tendons, chacun étant connecté à un moteur individuel sur l'avant-bras.
La capacité principale qui fait la main DLR différent des autres mains du robot est qu'il peut contrôler sa rigidité. Les moteurs peuvent tendre les tendons, ce qui permet la main d'absorber les chocs violents. Dans un essai, les chercheurs ont frappé la main avec une chauve-souris une balle de baseball 66 G l'impact. La main a survécu.
La vidéo ci-dessous montre les doigts en mouvement et la main d'être frappé par un marteau et une barre de métal:
L'équipe de DLR ne voulait pas construire une copie anatomiquement correcte d'une main humaine, que d'autres équipes ont. Ils voulaient une main qui peut fonctionner comme une main humaine en termes de dextérité et de la résilience.
La main a un total de 19 degrés de liberté, ou seulement un de moins que la vraie chose, et il peut se déplacer indépendamment les doigts pour saisir des objets variés. Les doigts peuvent exercer une force allant jusqu'à 30 newtons au bout des doigts, ce qui rend cette main aussi l'un des plus forts jamais construit.
Un autre élément important dans la conception du DLR est un mécanisme à ressort relié à chaque tendon. Ces ressorts [photo] gauche donnent les tendons, qui sont fabriqués à partir d'une fibre synthétique super solide appelé Dyneema, plus d'élasticité, ce qui permet aux doigts d'absorber et libérer l'énergie, comme nos propres mains font. Cette capacité est essentielle pour parvenir à la robustesse et pour mimer la cinématique, dynamique et les propriétés de force de la main humaine.
Pourquoi construire une main super fort?
« Si chaque fois un robot cogne sa main, la main est endommagé, nous aurons un gros problème du déploiement des robots de service dans le monde réel », dit-Grebenstein.
D'autres mains, comme la main d'ombre conçu dans le R.U. utilisent également l'actionnement antagoniste. Mais l'ombre utilise des muscles artificiels pneumatiques, qui ont des limitations à quel point ils peuvent varier leur rigidité.
Avant de développer la nouvelle main, conçu Grebenstein la main d'un autre robot de pointe, Justin humanoïde. Il dit que dans une expérience qu'ils lancer des balles lourdes et ont Justin essayer de les attraper. « L'impact pèserait lourdement sur les articulations au-delà de leurs limites et de tuer les doigts », dit-il.
La nouvelle main peut attraper une balle lancée de plusieurs mètres. Les mécanismes d'actionnement et le ressort sont capables d'absorber l'énergie cinétique sans dommages structuraux.
Mais la main ne peut pas toujours être en mode raide. Pour effectuer des tâches de manipulation qui nécessitent une précision, il est préférable d'avoir une main avec une faible rigidité. En ajustant les moteurs de tendon, la main de DLR peut faire.
Pour faire fonctionner la main, les chercheurs utilisent des gants de capteurs spéciaux ou simplement envoyer des commandes de saisie. Le système de commande est basé sur le contrôle des angles d'articulation. Il n'a pas besoin de faire le contrôle d'impédance, Grebenstein dit, parce que la main a la conformité au sein de la mécanique.
Pour détecter si un objet est souple et doit être manipulé avec plus de douceur, les mesures de la force par la main garder la trace de l'allongement des mécanismes à ressort.
« En termes de saisie et de dextérité, nous sommes tout près de la main humaine, » dit-il, ajoutant que la nouvelle main est « miles d'avance » des mains de Justin.
Environ 13 personnes ont travaillé à la main, et Grebenstein insiste sur le fait qu'il est difficile d'estimer le coût du projet. Mais il dit que le matériel d'une part coûterait entre 70.000 et 100.000 euros.
Grebenstein espère que leur nouvelle approche de la conception de la main contribuera à faire progresser le domaine des robots de service. Il dit que le matériel actuel du robot a limité les nouveaux développements, car il est coûteux et les chercheurs ne peuvent se permettre de faire des expériences qui pourraient les endommager.
« Le problème est, « dit-il, » vous ne pouvez pas apprendre sans expérimenter. »