Швейцарские инженеры из ETH Zurich создали роботизированную руку SABD с 16 степенями свободы, которая отходит от классического копирования человеческой анатомии. Главная фишка — объединение движений безымянного пальца и мизинца в один общий сустав. Это решение уменьшает количество необходимых моторов, но при этом увеличивает рабочее пространство пальцев на 400%.
Представьте, что ваши безымянный палец и мизинец управляются одним «рычагом» в ладони — примерно так работает новая конструкция. Объединенный сустав может поворачиваться почти на 90 градусов, что позволяет роботу захватывать крупные предметы с расстоянием между параллельными сторонами до 200 мм. Для сравнения, человеческая рука с таким размахом справилась бы с трудом.
В ходе телеуправляемых тестов на объектах из стандартного набора YCB рука показала успешность захвата 86%. Каждый палец приводится в движение сервомоторами Robotis Dynamixel с крутящим моментом 0.92 Нм и скоростью 65 об/мин. Всего в конструкции используется 16 моторов — на 5 меньше, чем потребовалось бы для полного копирования человеческой руки с её 21 степенью свободы.
Особого внимания заслуживает большой палец с дополнительным суставом в основании ладони. Эта конструкция не только обеспечивает противопоставление всем остальным пальцам, но и деформирует ладонь вокруг захватываемых предметов — как это делает человеческая рука. В экспериментах с машинным обучением такая конфигурация показала лучшую стабильность захвата при воздействии случайных сил от 0 до 5 Н.
Правда, у инновационного решения есть и недостатки. Объединение двух пальцев создает более сложную кинематическую цепь и усиливает паразитные связи между сухожилиями-приводами. Видимо, даже роботам приходится жертвовать чем-то ради универсальности. Тем не менее, исследователи считают такой компромисс оправданным — ведь безымянный палец и мизинец в человеческих захватах часто двигаются синхронно с корреляцией 0.763.
Источник новости и обложки: arxiv.org