Чтобы надежно помогать людям в выполнении повседневных задач в широком диапазоне реальных условий, роботы должны уметь эффективно и ловко манипулировать различными типами объектов. Разработка новых экономически эффективных роботизированных захватов или других искусственных систем, подобных рукам, играет ключевую роль в обеспечении ловкого манипулирования объектами у роботов.

Исследователи из Лаборатории Improbable AI Lab и Массачусетского технологического института (MIT) недавно разработали новый двухпальцевый роботизированный захват , предназначенный для более эффективного выполнения повседневных манипуляционных задач.

Предложенная ими роботизированная система , представленная в статье на сервере препринтов arXiv и которая будет включена в материалы конференции IEEE ICRA 2024, может успешно подбирать объекты различной формы и текстуры, а затем размещать их в указанных местах.

«Мы предоставляем механические и динамические требования к роботизированному пальцу, способному выполнять 30 разнообразных повседневных задач», — написали в своей статье Рубен Кастро Орнелас, Томас Канту и их коллеги. «Чтобы соответствовать этим требованиям, мы представляем конструкцию пальца, основанную на последовательно-упругом приведении в действие, которую мы называем повседневным пальцем. Наша цель — сделать пальцы максимально компактными, достигая при этом желаемой производительности».

Роботизированный захват, разработанный исследователями, состоит из структуры с двумя выступающими из нее роботизированными пальцами. Эти два пальца напоминают человеческие пальцы как по размеру, так и по форме, что позволяет им сгибать и крепко захватывать объекты.

Пальцы, похожие на человеческие, были разработаны для решения простых повседневных задач, таких как подбор предметов и размещение их в точно определенном месте, в отличие от более сложных и продвинутых ручных задач. Хотя изначально команда создала захват с 2 степенями свободы (DoF), используя только два своих роботизированных пальца , в будущем они надеются создать захваты с большим количеством пальцев.

«Наш палец имеет только 2 степени свободы», — пишут исследователи. «С третьей степенью свободы размер ладони увеличится. В будущей итерации будет сложно разместить пять пальцев на руке, но трех- и, возможно, четырехпальцевая рука все еще возможна. Чтобы сделать полноценную пятипальцевую руку, нам, возможно, придется подождать, пока не появятся более мощные приводы».

Чтобы оценить производительность своего двухпальцевого захвата, они протестировали его в серии реальных экспериментов. Эти эксперименты оценивали скорость и податливость их системы, а также силу, которую она прикладывала к объектам при выполнении трех основных задач «взять и разместить».

«Мы оценили работу обычных пальцев, сконструировав роботизированную руку с двумя пальцами, которую протестировали по различным параметрам производительности и задачам, таким как выбор и размещение тарелок на полке, выбор тонких и плоских предметов, таких как бумага, и хрупких предметов, таких как клубника», — пишут Орнелас, Канту и их коллеги.

В реальных экспериментах двухпальцевый захват исследователей показал себя замечательно, успешно справившись со всеми тремя основными задачами, на которых они его тестировали. Хотя это очень простые задачи, они отражают действия, которые люди выполняют ежедневно.

Таким образом, многообещающие результаты, полученные в ходе первоначальных испытаний, подчеркивают перспективность захвата для разработки базовых домашних роботов. В будущем исследователи могли бы еще больше улучшить конструкцию захвата и оценить его производительность в более широком спектре повседневных задач.