Получите контроль над роботизированным захватом: новое устройство, закрепленное на запястье, дополняет человеческую руку двумя роботизированными пальцами

Исследователи из Массачусетского технологического института разработали робота, который улучшает хватательные движения руки человека. Устройство, которое можно носить на запястье, работает, по сути, как два дополнительных пальца, прилегающих к мизинцу и большому пальцу.

Новый алгоритм управления позволяет ему двигаться синхронно с пальцами пользователя, чтобы захватывать предметы различной формы и размера. Надев робота, пользователь мог одной рукой, например, удерживать дно бутылки, откручивая ее крышку.
«Это полностью интуитивно понятный и естественный способ двигать пальцами робота», — говорит Гарри Асада, профессор инженерных наук Форд с факультета машиностроения Массачусетского технологического института. "Вам не нужно командовать роботом, просто двигайте пальцами естественно. Затем пальцы робота реагируют и помогают вашим пальцам."

В конечном итоге, говорит Асада, после некоторого обучения люди могут начать воспринимать роботизированные пальцы как часть своего тела — «подобно инструменту, которым вы пользуетесь долгое время, вы чувствуете робота как продолжение своей руки."Он надеется, что двупалый робот может помочь людям с ограниченной подвижностью выполнять рутинные домашние дела, такие как открывание банок и подъем тяжелых предметов. На этой неделе он и аспирантка Фэй Ву представили доклад о роботе на конференции «Робототехника: наука и системы» в Беркли, штат Калифорния.

Биомеханическая синергия
Робот, которого исследователи назвали «лишними роботизированными пальцами», состоит из исполнительных механизмов, соединенных вместе, чтобы оказывать силы, столь же сильные, как у человеческих пальцев, во время захвата.

Чтобы разработать алгоритм для координации роботизированных пальцев с человеческой рукой, исследователи сначала обратились к физиологии жестов рук, узнав, что пять пальцев руки хорошо скоординированы.

Хотя рука может протянуть руку и схватить апельсин иначе, чем, скажем, кружку, для захвата объектов используются всего два основных способа движения: соединение пальцев и их скручивание внутрь. Захват любого объекта можно объяснить комбинацией этих двух паттернов.
Исследователи предположили, что подобная «биомеханическая синергия» может существовать не только между пятью человеческими пальцами, но и между семью пальцами.

Чтобы проверить гипотезу, Ву надела перчатку с несколькими датчиками записи положения, прикрепленную к ее запястью с помощью легкой скобки. Затем она обыскала лабораторию в поисках обычных предметов, таких как коробка печенья, бутылка содовой и футбольный мяч.
Ву схватила каждый объект рукой, а затем вручную разместила пальцы робота, чтобы удерживать объект.

Она несколько раз записывала углы суставов рук и роботов с различными объектами, затем проанализировала данные и обнаружила, что каждый захват можно объяснить комбинацией двух или трех общих паттернов на всех семи пальцах.
Исследователи использовали эту информацию для разработки алгоритма управления, чтобы сопоставить позы двух пальцев робота и пяти пальцев человека. Асада объясняет, что алгоритм по существу «учит» робота принимать определенную позу, которую человек ожидает от робота.

Роботы становятся ближе к людям
На данный момент робот имитирует хватание руки, сжимаясь и раздвигаясь в ответ на пальцы человека. Но Ву хотел бы продвинуть робота еще на один шаг, управляя не только положением, но и силой.

«Сейчас мы изучаем позу, но это еще не все», — говорит Ву. "Есть и другие вещи, которые помогают понять.

С объектом, который выглядит маленьким, но тяжелым или скользким, поза будет такой же, но сила будет другой, поэтому как он будет адаптироваться к этому?? Это следующее, на что мы посмотрим."
Ву также отмечает, что определенные жесты, такие как хватание яблока, могут немного отличаться от человека к человеку, и, в конечном итоге, роботизированный помощник может учитывать личные предпочтения захвата.

С этой целью она планирует разработать библиотеку корреляций жестов человека и робота. По мере того, как пользователь работает с роботом, он может научиться адаптироваться в соответствии со своими предпочтениями, исключая других из библиотеки. Она сравнивает это машинное обучение с системами голосового управления, такими как Siri от Apple.

«Через некоторое время он привыкает к вашему произношению, чтобы настроить его на ваш акцент», — говорит Ву. «В долгосрочной перспективе наша технология может быть похожей, когда робот может настраиваться и адаптироваться к вам."
В будущем, по словам Асада, робота также можно уменьшить до менее громоздкой формы.
«Это прототип, но мы можем уменьшить его до одной трети и сделать складным», — говорит Асада. "Мы могли бы превратить это в часы или браслет, где пальцы выскакивают, а когда работа будет сделана, они вернутся в часы.

Носимые роботы — это способ приблизить робота к нашей повседневной жизни."
Видео: http: // www.YouTube.com / watch?v = FTJW5YSRZhw

Портал обо всем