Zaprezentowali oni właśnie robotyczną dłoń, która potrafi odczepić się od ramienia, przespacerować po blacie, chwycić przedmiot i wrócić na swoje miejsce. Nie jest to tylko pokaz technicznej wirtuozerii, ale przełom w myśleniu o manipulacji przedmiotami, który może zmienić sposób, w jaki roboty pracują w fabrykach, rurach czy na gruzowiskach. Poznajcie projekt, który sprawia, że sztywne ramiona robotyczne odchodzą do lamusa.
Gdy każdy palec może być kciukiem. Co potrafi robotyczna dłoń od EPFL?
Tradycyjne robotyczne dłonie zazwyczaj próbują naśladować ludzką anatomię, co – jak zauważają naukowcy z EPFL – ma swoje wady. Ludzka dłoń jest asymetryczna, ma tylko jeden kciuk i jest na stałe przytwierdzona do nadgarstka. Szwajcarscy inżynierowie postanowili więc odrzucić te ograniczenia na rzecz pełnej symetrii.
Ich nowa dłoń to konstrukcja, w której palce na przeciwległych stronach mogą pełnić rolę podwójnych kciuków. Dzięki temu urządzenie może chwytać obiekty z dowolnego kierunku bez konieczności obracania „nadgarstka”. Co więcej, dłoń ma cztery stopnie swobody na każdy palec (4-DOF), a specjalne siłowniki pozwalają na zginanie ich w obie strony. Ta dwustronność sprawia, że dłoń jest rewersyjna, czyli każda jej strona jest tak samo funkcjonalna przy chwytaniu czy chodzeniu.
Najciekawszy jest jednak moment, w którym dłoń przechodzi w tryb „spaceru”. Wykorzystując swoje palce jak maleńkie nogi, robot porusza się po powierzchniach płaskich w sposób niemal organiczny, przypominający ruchy zwierzęcia. Podczas gdy część palców odpowiada za napęd i utrzymanie równowagi, pozostałe mogą w tym samym czasie chwytać i trzymać nawet trzy przedmioty naraz. To sprawia, że dłoń staje się samodzielnym, mobilnym manipulatorem, który może dotrzeć tam, gdzie całe ramię robota by się nie zmieściło.
Stworzenie tak wszechstronnej maszyny wymagało od zespołu z EPFL ścisłej integracji projektu mechanicznego z algorytmami planowania ruchu
Trzeba tu zaznaczyć, że wbrew pozorom inżynierowie nie mogli po prostu „dodać nóg” do dłoni; musieli zoptymalizować każdy element pod kątem dwóch sprzecznych zadań: stabilnego chwytu i wydajnego kroczenia. W tym celu wykorzystali najpierw algorytmy genetyczne, które pozwoliły określić idealną liczbę palców oraz ich rozmieszczenie. Okazało się, że „więcej” nie zawsze znaczy „lepiej” – zbyt duża liczba palców zwiększała masę robota i spowalniała jego ruch. Dalej sięgnęli po zaawansowany druk 3D, by było stworzyć lekką i wytrzymałą geometrię korpusu, uwzględniając przy tym ograniczenia rozmiarów silników i momentu obrotowego przegubów.
Czytaj też: Robot, który nie boi się upadku. Amerykańscy naukowcy rewolucjonizują naukę chodzenia maszyn
Potem w ruch weszły centralne generatory wzorców (CPG), czyli algorytmy koordynujące ruchy palców podczas chodzenia, zapewniając płynność chodu nawet na nierównym terenie. Na końcu, ale mniej ważne, trzeba wspomnieć systemy uników i dokowania, wykorzystywane przez robota do omijania przeszkód i precyzyjnego powrotu do bazy, by ponownie połączyć się z ramieniem.
W praktyce oznacza to, że robotyczna dłoń może pracować całkowicie autonomicznie. Naukowcy przewidują, że ich wynalazek znajdzie zastosowanie w misjach ratunkowych (docieranie do ciasnych szczelin), a także w inspekcjach przemysłowych, np. wewnątrz skomplikowanych rurociągów lub maszyn, gdzie tradycyjne roboty są zbyt nieporęczne.
Czytaj też: Humanoidalne roboty XPeng zjeżdżają z linii. ET1 to dopiero początek
Chociaż na pierwszy rzut oka może się to wydawać po prostu efektownym przeniesieniem fikcji w rzeczywisty świat, to tylko pozory. Robotyczna dłoń z EPFL jest bowiem dowodem na to, że zerwanie z naśladowaniem budowy człowieka otwiera w inżynierii zupełnie nowe możliwości. Dzięki symetrii i możliwości odłączania się od bazy, dłoń ta staje się narzędziem o niespotykanej dotąd elastyczności. Choć projekt bazuje na prototypie Handclawer z 2024 roku, jego obecna wersja pokazuje, że jesteśmy o krok od posiadania robotów, które potrafią dosłownie „podać pomocną dłoń”, wysyłając ją samodzielnie tam, gdzie człowiek nie może dotrzeć.