или войти через:
Ваша корзина пока пуста
favorite_border
Доступно только зарегистрированным пользователям

В CMU разработали трехпалую роботизированную руку (+видео)

schedule 01.10.2015 в 06:54 link CMU захват захват
​Оптические датчики могут однозначно подходить для использования в роботизированных руках, в соответствии с исследователями из университета Карнеги-Меллона, которые разработали трехпалую мягкую руку робота с несколькими встроенными волоконно-оптическими датчиками. Они также создали новый тип растягивающегося оптического датчика, - сообщает Robotics.ua.



Зачем столько датчиков?

С помощью волоконной оптики исследователи смогли встроить 14 растягиваемых датчиков в каждый из пальцев роботизированной рукой, давая ей возможность определить, где находятся её пальцы в контакте с предметом и применять меньшей силы, чем одна десятая ньютон. Новый растягивающийся оптический материал, не включенный в эту версию руки, потенциально может быть использован в мягкой коже робота, чтобы обеспечить еще больше обратной связи.

 «Если вы хотите, чтобы роботы работали автономно и безопасно, реагируя на неожиданные силы в повседневных условиях, есть необходимость в руках роботов, которые имеют больше датчиков, чем обычно», - сказал Юн-Лаэ Пак, доцент робототехники. «Человеческая кожа содержит тысячи тактильных сенсорных единиц только в пальцах, а паук имеет сотни механорецепторов на каждой ноге, но даже самый продвинутый робот-гуманоид, как, к примеру, NASA Robonaut имеет только 42 датчика в его руке и на запястье».

Добавление обычных датчиков давления или силы является проблематичным, поскольку проводка может быть сложной, ломкой и восприимчивой к помехам от электродвигателей и других электромагнитных устройств. Но одно оптическое волокно может содержать несколько датчиков; все датчики в каждом из пальцев руки CMU связаны четырьмя волокнами, хотя, теоретически, одно волоконное может сделать всю работу, - сказал Пак. Эти оптические датчики также не поддаются электромагнитным помехам.

Исследователи из Карнеги-Меллона представили роботизированную руку, разработанную совместно с сотрудниками Intelligent Fiber Optic Systems Corp при поддержке NASA 29 сентября на Международной конференции по интеллектуальным роботам и системам IEEE IROS 2015 в Гамбурге, Германия. Доклад о растягивающихся оптических датчиках будет представлен 1 октября на этой же конференции.

Сила чувствительности имеет важное место в промышленной деятельности

Промышленные роботы, работающие в контролируемой среде, где люди не могут работать, способны выполнять чрезвычайно точные манипуляции с ограниченными датчиками. Но робототехники в CMU и других учреждениях работают над разработкой мягких роботов, которые могут взаимодействовать регулярно и безопасно с людьми с большим вниманием к чувствительности и силе зондирования. Это имеет важное значение, - сказал Пак.

Каждый из пальцев на роботизированной руке имитирует каркасную структуру пальца человека со средним суставом и основными соединительными суставами. Скелетные «кости» являются 3D печатными с жесткого пластика и включают восемь датчиков для обнаружения силы. Каждый из трех пальцев покрыт мягкой силиконовой кожей с встроенными в общей сложности шестью датчиками, которые обнаруживают контакт. Одно активное сухожилие работает, чтобы согнуть палец, в то время как другое упругое сухожилие обеспечивает противоположную силу, чтобы выпрямить палец.

Рука, разработана со студентами машиностроения Лео Цзяном и Кевином Лоу, включает в себя доступные волокна решеток Брэгга (FBG) - датчики, которые обнаруживают деформацию путем измерения изменения длины волны света, отраженного от оптического волокна.

Несмотря на преимущества, обычные оптические датчики не могут растягиваться намного - стекловолокно растянется вряд ли вообще, и даже полимерные волокна растягиваются, как правило, только на 20-25 процентов, - отметил Пак. Это является ограничивающим фактором в таких устройствах, как руки, где широкий диапазон движения имеет важное значение. Ранее Пак разработал весьма растягиваемые микрожидкостные мягкие датчики - мембраны, которые измеряют нагрузку через проводник с каналами, заполненными жидкостью, но их трудно произвести, и это может привести к поломке, если жидкость просочится из каналов.

Поэтому Пак, работая со студентами инженерами Селестой То из CMU и Тесс Ли Хеллебрекерс из университета Техаса, изобрел весьма эластичный и гибкий оптический датчик, используя комбинацию коммерчески доступной силиконовой резины. Когда силикон растягивается, трещины проникают в отражающий слой, что позволяет свету исчезать. Измеряя потери света, исследователи могут рассчитать нагрузку или другие деформации.

Согласно robotics.ua, этот тип гибкого оптического датчика может быть внедрен в мягкую кожу. Такая кожа будет не только способна обнаружить контакт, как в случае с мягкими компонентами в руке от CMU, но также измерять силы давления.

Видео

Комментарии: