Рука робота не боится ударов. Видео

Главная особенность новой "руки" – в суставах, которые могут регулировать свою жесткость. Суставы обычных манипуляторов жесткие и имеют ограниченное число степеней свободы. Поэтому достаточно сильный удар твердым предметом может деформировать его. Если после каждого удара роботам придется ремонтировать суставы, это создаст серьезные проблемы для их массового применения. А если при этом робот трудится в недоступном для ремонтной бригады месте, например, на Марсе, всего один упавший на манипулятор камень может сорвать целую программу работы.

Разработанный исследователями из Института робототехники и мехатроники при Германском аэрокосмическом центре (DLR) манипулятор имеет форму и размеры человеческой руки, с пятью пальцами и 38 сухожилиями, каждое из которых подключено к отдельному двигателю в предплечье. При разработке в первую очередь решались вопросы надежности системы.

Основное отличие разработанной DLR "руки" от других манипуляторов в том, что она может контролировать свою жесткость. Двигатели способны изменять напряженность сухожилий, что позволяет поглощать сильные удары. В одном из испытаний исследователи нанесли удар по "руке" бейсбольной битой с ускорением 66 g. Манипулятор остался работоспособным.

Команда DLR не ставила перед собой задачу построить анатомически правильную копию человеческой конечности. Они создавали манипулятор, который может работать с такой же ловкостью и гибкостью, как человеческая рука.

Манипулятор имеет в общей сложности 19 степеней свободы – всего на одну меньше, чем настоящая рука, и может двигать независимо каждым пальцем, чтобы схватить разнообразные объекты. Пальцы могут сгибаться с усилием до 30 ньютонов, что делает эту "руку" одной из сильнейших.

Другим ключевым элементом в разработке DLR является пружинный механизм, связанный с каждым сухожилием. Он дает сухожилиям, которые сделаны из сверхпрочных синтетических волокон, больше упругости, что позволяет накапливать и высвобождать энергию в пальцах манипулятора. Эта возможность является ключевым фактором для получения необходимой прочности и для имитации кинематических, динамических и силовых свойств человеческой руки.

Во время нормальной работы суставы пальцев могут сгибаться со скоростью около 500 градусов в секунду. Если пружина была натянута, а затем освобождена, скорость может достигать 2000 градусов в секунду.

Маркус Гребенштейн (Markus Grebenstein), ведущий дизайнер проекта, оценивает стоимость новой "руки" от 70 тыс. до 100 тыс. евро. В настоящее время, по его словам, разработчики заняты построением системы, состоящей из двух рук и туловища, которая будет называться DLR Hand Arm System. В их планах – изучение инновационных методов захватывания и манипуляции, в том числе манипуляций двумя руками.

Гребенштейн надеется, что их разработка будет способствовать продвижению использования роботов в сфере обслуживания.