Главная » Хабрахабр » [Перевод] Простая, но хитроумная роботизированная рука

[Перевод] Простая, но хитроумная роботизированная рука

Роботы много в чём преуспели – точность, скорость, постоянство – но до сих пор не справляются с дверными ручками, и другими простейшими вещами. Шутка для нёрдов: если хотите выжить в конце света, затеянном роботами, просто закройте дверь. А рука — это одна из сложнейших механических структур природы. Часть проблемы состоит в том, что им приходится передвигаться по миру, созданному для людей и для человеческих рук.

Исследователи из Пизанского университета и Итальянского института технологий разработали удивительно простую, и потрясающе ловкую роборуку, известную, как SoftHand 2, работающую всего от двух моторов. Однако вскоре машины, судя по всему, смогут и это. SoftHand обещает роботам, что вскоре у них всё будет схвачено, притом гораздо дешевле.
Как и другие роборуки, SoftHand использует сухожилия в виде тросов, стягивающих пальцы. Сравните с рукой Shadow Dexterous Hand, гипнотически ловкую, но работающую от 20 моторов. Вместо кучи тросов, протянутых к каждому пальцу, в руке есть всего один, извивающийся по множеству блоков, расположенных в каждом пальце. Но расположены они совершенно по-другому. И это нормально – не существует единой универсальной технологии, подходящей для всех роботизированных манипуляторов. Ловкости у неё немного меньше, зато это сильно урезает стоимость и энергопотребление. В определённых случаях применение найдут и более сложные роборуки – как найдёт его и SoftHand.

«Идея в том, что когда вы включаете мотор, длина троса уменьшается, что заставляет её сжимать хватку», — говорит робототеник Косимо Делла Сантина, помогавший в разработке системы. Для создания руки исследователи сначала создали более простую версию SoftHand всего с одним мотором.

Это прекрасно работает в случае, когда вам, к примеру, надо схватить мяч. Отпустите сухожилие, и пальцы вновь распрямятся в раскрытую ладонь, благодаря эластичности сочленений. Но поскольку пальцы двигаются синхронно, более тонкие манипуляции руке недоступны.

Посмотрите на изображение сверху. Добавление второго мотора существенно увеличивает ловкость SoftHand 2. Если запустить моторы в одном направлении, трос укорачивается и получаются жесты из верхнего ряда, A, B, C и D – по тому же принципу, что и у SoftHand. Каждый конец троса, всё также вьющегося сквозь все пальцы, соединён с одним из двух моторов, расположенных в запястье.

В данном случае один мотор выпускает трос, а другой выбирает. Но если запустить моторы в разные стороны, получается нечто более сложное — E, F, G и H. «Когда трос движется по множеству блоков, натяжение троса не остаётся постоянным», — говорит Делла Сантина.

Если другой мотор отпускает трос, на его конце натяжение будет меньше. Если трос вытягивает один мотор, натяжение на ближнем к нему конце будет больше. Играя натяжением таким способом, можно работать с SoftHand с гораздо меньшим количеством тросов, чем обычно используется в роборуках, и всё же заставлять пальцы шевелиться.

Your browser does not support HTML5 video.

Слева у руки единственный мотор, справа – их уже два. Посмотрите на приведённую анимацию, и вы увидите разницу, которую привносит второй мотор. Второй может работать пальцами выборочно, благодаря разнице в натяжении троса. Первый работает на полную, сжимая все пальцы вокруг мячика. Тот же принцип применяется и с захватом банкноты.

Your browser does not support HTML5 video.

Она может вытягивать указательный палец, чтобы откинуть задвижку, или сдвинуть со стола лист. Учитывая наличие всего двух моторов, SoftHand может применять впечатляющий набор манёвров. И всё это относительно недорого. Она может даже открутить крышку у банки. Ведь чем больше моторов, тем это дороже.

«Думаю, что эта их рука предлагает прекрасный компромисс», — добавляет он, но настоящим испытанием станет поиск реального применения такой руки. «Чтобы роботы обучались и делали всякие крутые штуки, нам нужны недорогие, надёжные и сложные системы», — говорит робототехник Леррел Пинто из Университета Карнеги-Меллон, разрабатывающий манипуляторы для роботов. Насколько она надёжна, выдержит ли она тысячи захватов? «Можно ли использовать её для автономного обучения? На эти вопросы ответов нет».

SoftHand может неплохо справляться со стереотипным поведением, типа откручивания крышек у банок, а Shadow со множеством её моторов может лучше адаптироваться для сложных задач. SoftHand – проект многообещающий, но более сложным роботизированным манипуляторам, вроде Shadow Dexterous Hand, всё равно есть, что предложить.

А SoftHand будет легко справляться с приветствием на кулачках.

Your browser does not support HTML5 video.


Оставить комментарий

Ваш email нигде не будет показан
Обязательные для заполнения поля помечены *

*

x

Ещё Hi-Tech Интересное!

Тандем автора и эксперта: как сделать его эффективным?

В августе RUVDS и контент-студия Хабра провели семинар «Как мотивировать автора, даже если он программист». По итогам мы решили опубликовать некоторые интересные, на наш взгляд, доклады в нашем блоге. Журналисты писать умеют, но им нужна фактура. Эксперты обладают знаниями — ...

Мой любимый файл в кодовой базе Chromium

Код Хромиума весьма обширен, там каждому найдётся что-то по вкусу. А я вот решил рассказать о своём любимом файле в нём (а у вас есть такой?). Этот файл отражает всё: боль, разочарование, надежду, упорство, силу воли, ответственность за чужие провалы ...