Hoewel het grijpen van objecten voor ons mensen een relatief eenvoudige taak is, komt er veel mechanica bij deze simpele handeling kijken. Het oppakken van een object vereist een beheersing van de vingerbewegingen, hun positionering en de druk die elke vinger uitoefent, wat ook ingewikkelde waarnemingsmogelijkheden vereist. Het is geen wonder dat het grijpen en manipuleren van objecten een zeer actief onderzoeksgebied is binnen de robotica.
Tegenwoordig vervangen industriële robothanden mensen bij verschillende complexe en gevaarlijke activiteiten, onder meer in restaurants, teeltbedrijven en fabrieken. Over het algemeen zijn zachte robotgrijpers beter geschikt voor taken waarbij de op te pakken objecten kwetsbaar zijn, zoals groenten en fruit. Hoewel zachte robots veelbelovend zijn als oogstgereedschap, hebben ze meestal het nadeel van hun prijskaartje. De meeste ontwerpen voor zachte robotgrijpers vereisen een ingewikkelde assemblage van meerdere stukken. Dit drijft de ontwikkel- en onderhoudskosten op.
Een robotgrijper haalt een gekookt ei uit een tray met olijfolie.
Gelukkig heeft een onderzoeksteam van het Japan Advanced Institute of Science and Technology (JAIST), onder leiding van universitair hoofddocent Van Anh Ho, een baanbrekende oplossing voor deze problemen bedacht. Ze hebben een blad uit de natuur genomen en een innovatieve, zachte robotgrijper ontwikkeld, genaamd ROSE, wat staat voor 'Rotation-based Squeezing Gripper'. Details over het ontwerp van ROSE, evenals de resultaten van hun laatste studie, zijn gepresenteerd op de conferentie Robotics: Science and Systems 2023 (RSS2023).
Wat ROSE zo indrukwekkend maakt, is het design. Het zachte grijpgedeelte heeft de vorm van een cilindrische trechter of huls en is verbonden met een harde ronde basis, die op zijn beurt is bevestigd aan de as van een actuator. De trechter moet over het op te pakken object worden geplaatst en beslaat een behoorlijk deel van het oppervlak. Vervolgens laat de actuator de basis draaien, waardoor de huid van de flexibele trechter zich strak om het object wikkelt, zoals te zien is in deze video. Dit mechanisme is licht geïnspireerd op de veranderende vormen van rozen, die overdag bloeien en zich 's nachts sluiten.
ROSE biedt aanzienlijke voordelen ten opzichte van meer conventionele grijpers. Ten eerste is het veel goedkoper om te produceren. De harde onderdelen kunnen allemaal 3D-geprint worden, terwijl de trechter zelf eenvoudig kan worden gemaakt met behulp van een mal en vloeibaar siliconenrubber. Dit zorgt ervoor dat het ontwerp goed schaalbaar is en geschikt is voor massaproductie.
Voor meer informatie:
Japan Advanced Institute of Science and Technology
www.jaist.ac.jp