Инженеры создали мягкий захват, способный адаптивно перестраивать всю свою форму, что расширяет рабочий диапазон захвата и улучшает обобщение для различных геометрий объектов (стандартных и нерегулярных) и масштабов до 10×, а также открывает новые способы манипуляции, такие как многообъектный захват и захват внутренним крючком.
Вдохновением послужил осьминог, который виртуозно захватывает объекты разного масштаба благодаря способности перестраивать все свое тело. В отличие от обычных мягких захватов с фиксированной структурой, новая система использует распределенную сеть модульных пневматических актуаторов. Четыре актуатора формируют изменяемый каркас (ладонь), который контролирует глобальную форму захвата, а четыре сгибающихся модуля (пальцы) обеспечивают локальный охват объекта. Захват может принимать различные конфигурации — от компактной до широко открытой конфигурации вроде воздушного змея, прямоугольника или трапеции.
Ключевая особенность системы — интегрированная проприоцептивная обратная связь. Убрать это предложение, так как в оригинале эта информация отсутствует. Центральный микроконтроллер Raspberry Pi Pico управляет всеми контурами через восемь соленоидных клапанов. Стратегия захвата трехфазная: сначала захват раскрывается в дефолтную конфигурацию, затем актуаторы ладони перестраивают глобальную форму под масштаб объекта, и наконец пальцы надуваются до момента, когда датчики фиксируют контакт. Захват считается успешным, когда минимум три из четырех пальцев сообщают о контакте.
Эксперименты подтвердили критическую важность морфинга всего тела. Исследователи протестировали шесть фиксированных конфигураций ладони на стандартизированных объектах — ни одна не справилась со всеми предметами. Маленькая прямоугольная конфигурация захватывала только мелкие объекты, большая — только крупные. Специализированные трапециевидные формы работали исключительно с трапециевидными объектами. С включенным динамическим морфингом захват успешно манипулировал всем набором тестовых предметов: от мелкого прямоугольника 20×20×80 мм до крупного лотка для 3D-печати 200×200×64 мм. Система также продемонстрировала уникальные возможности — одновременный захват нескольких объектов и внутренний крючковый захват крупных предметов с полостями, что невозможно для обычных захватов. Полная стоимость системы составляет около $105, все компоненты печатаются на 3D-принтере за 36 часов.
Источник новости и обложки: arxiv.org