Gli ingegneri progettano la mano umanoide per afferrare oggetti fragili
Un team di ingegneri della Michigan State University ha progettato e sviluppato una mano umanoide che è molto meglio nello svolgere compiti delicati rispetto a quelli tradizionalmente usati. La nuova mano robotica può gestire oggetti fragili, leggeri e di forma irregolare.
Robot in ambito industriale
L’ambientazione industriale è una delle aree maggiormente colpite dagli sviluppi della robotica, poiché la tecnologia viene spesso utilizzata per la presa e il controllo ripetitivi degli oggetti.
L’area del robot in cui si troverebbe una mano umana è chiamata end effector o pinza, e questo è stato al centro della nuova ricerca, che è stata pubblicata su Soft Robotics e si intitola ” Mani umanoidi morbide con grande forza di presa abilitata da Flexible Attuatori pneumatici ibridi . “
Changyong Cao è stato l’autore principale ed è il direttore del Laboratory for Soft Machines and Electronics presso MSU. Cao è anche professore assistente di packaging, ingegneria meccanica e ingegneria elettrica e informatica.
“Il nuovo design della mano umanoide è una pinza flessibile morbida-dura. Può generare una forza di presa maggiore di una tradizionale mano morbida e allo stesso tempo essere più stabile per una manipolazione accurata rispetto ad altre controparti utilizzate per oggetti più pesanti “, ha affermato Cao.
Pinze per mani morbide
Le pinze a mano morbida vengono normalmente utilizzate ogni volta che un oggetto è fragile, leggero e di forma irregolare. Tuttavia, hanno molti lati negativi, tra cui superfici affilate, scarsa stabilità di presa quando vengono presi di mira carichi sbilanciati e una forza di presa più debole per carichi pesanti.
Cao e il suo team hanno studiato le interazioni uomo-ambiente, tra cui la raccolta della frutta e le cure mediche sensibili, durante la progettazione della nuova mano umanoide. Hanno determinato che la maggior parte dei sistemi di presa non sono efficaci nelle aree in cui sono maggiormente necessari, ad esempio attività che richiedono una solida interazione con oggetti fragili.
Secondo il team, il prototipo ha dimostrato una pinza reattiva, veloce e leggera in grado di gestire varie attività.
Le diverse dita sulla mano umanoide morbida sono realizzate da un attuatore pneumatico ibrido flessibile, chiamato anche FHPA, e la loro curva è controllata dall’aria pressurizzata. Questo processo consente di controllare ciascuna cifra indipendentemente dalle altre.
“Le pinze rigide tradizionali per applicazioni industriali sono generalmente costituite da strutture rigide semplici ma affidabili che aiutano a generare grandi forze, elevata precisione e ripetibilità”, ha affermato Cao. “La mano umanoide morbida proposta ha dimostrato un’eccellente adattabilità e compatibilità nell’afferrare oggetti di forma complessa e fragile, mantenendo allo stesso tempo un elevato livello di rigidità per esercitare forti forze di bloccaggio per sollevare carichi pesanti.”
L’FHPA è costituito da componenti duri e morbidi.
“Combinano i vantaggi della deformabilità, adattabilità e conformità delle pinze morbide pur mantenendo la grande forza di uscita originata dalla rigidità dell’attuatore”, ha affermato Cao.
Secondo Cao, la mano umanoide di recente sviluppo potrebbe essere utilizzata in attività come raccolta della frutta, confezionamento automatizzato, cure mediche e robotica chirurgica.
Il team ora cercherà di combinare il lavoro con i precedenti sviluppi di Cao, che includono pinze “intelligenti”. Vogliono anche integrare i sensori stampati nel materiale di presa e combinare la pinza ibrida con i modelli a “bracci morbidi”, il che porterebbe a una rappresentazione più accurata delle azioni umane tra i robot.
