Роботам заменят сервоприводы на сухожилия

На встрече Forschungszentrum Informatik в Карлсруэ впервые была представлена уникальная рука робота, способная выполнять тонкие аккуратные манипуляции с различными предметами. Исследования по разработке манипулятора с искусственными сухожилиями проводились в рамках европейского проекта DEXMART.

За последние четыре года ученые разработаны ряд инновационных технологий, направленных на повышение гибкости и чувствительности механических рук. Нам просто обращаться с различными вещами, такими как бумажный стаканчик с соком, однако для робота это является серьезной проблемой. Чтобы налить сок в стакан, робот должен одной рукой держать стеклянную бутылку, а другой хрупкий стаканчик, а потом еще и перемещать его, не расплескивая жидкость. Исследователи из Университета земли Саар совместно с коллегами в Болонье и Неаполе разработали механическую руку, которая способна с легкостью выполнить эти задачи, да к тому же имеет приводов едва ли не больше, чем мышц в руке человека.

Искусственные сухожилия решили проблему создания компактной гибкой механической руки с почти человеческим функционалом

Новый манипулятор нужен в различных областях науки и техники: от работы с подопытными животными до выноса людей из горящих зданий.

Современные гидравлические и электрические манипуляторы не могут безопасно обращаться с хрупкими предметами и тем более с человеческим телом. До сих пор основной проблемой было создание искусственной руки, похожей по габаритам на человеческую: просто не получалось «впихнуть» в эти размеры все необходимые приводы и электронику. Ученые в рамках проекта DEXMART придумали простой, но чрезвычайно эффективный выход: применили искусственные «сухожилия», скручиваемые компактными высокоскоростными двигателями. Таким образом, появилась возможность производить мощные растягивающие/сжимающие движения при сохранении компактности конструкции. Более того, этими усилиями легко управлять, поскольку контроль за оборотами электродвигателя не представляет труда.

Чрезвычайно прочные полимерные «сухожилия» позволяют поднимать 5-кг предметы со скоростью 30 мм в секунду с помощью всего лишь одного небольшого электромотора и «сухожилия» 20 см в длину. Каждый палец робота, как и человеческий палец, состоит из трех сегментов, управляемых с помощью отдельных «сухожилий». Мини-электродвигатели вращаются с высокой скоростью и производят небольшой крутящий момент порядка пяти ньютон-миллиметров. Новый манипулятор способен легко поднимать тяжелые предметы и одновременно бережно обходиться с предметами хрупкими, например куриным яйцом. Подобные машины можно применять для совместной работы с человеком, в хирургии и при выполнении сложнейших ремонтных работ в опасных для людей местах.