Onderzoekers van The University of Texas at Austin hebben een robothand ontwikkeld die fragiele objecten, zoals aardappelchips of frambozen, kan oppakken zonder ze te pletten. De technologie, genaamd Fragile Object Grasping with Tactile Sensing (FORTE), combineert tactiele sensoren met soft robotics om het manipuleren van delicate objecten te verbeteren.
"Op dit moment kunnen robots grote bewegingen uitvoeren, maar ze hebben moeite met fijne en delicate handelingen," zegt Siqi Shang, hoofdauteur van een publicatie in IEEE Robotics and Automation Letters en promovendus aan de Cockrell School of Engineering, Chandra Family Department of Electrical and Computer Engineering. "Robots kunnen een shirt opvouwen, maar hebben moeite om voorzichtig een bril op te pakken of fruit uit een boodschappenpakket te halen. Wij geloven dat sensorelementen robots een gevoel van aanraking geven om deze objecten zorgvuldig te hanteren."
© The University of Texas
De robotvingers zijn gebaseerd op het fin-ray effect, een ontwerpprincipe geïnspireerd op vissenvinnen. De vingers zijn vervaardigd met 3D-printing en bevatten interne luchtkanalen die als tactiele sensoren functioneren. Wanneer de vingers een object grijpen, verschuiven de luchtkanalen, wat leidt tot veranderingen in de luchtdruk. Kleine sensoren detecteren deze drukveranderingen en geven realtime feedback aan de robot. Dankzij deze feedback kan het systeem detecteren of een object begint te glijden.
De onderzoekers testten de grijpers op 31 objecten, waaronder frambozen, aardappelchips, jamglazen, biljartballen, soepblikken en appels. Het systeem behaalde een succespercentage van 91,9% bij enkelvoudige grijpexperimenten. Bovendien werden 93% van de glijbewegingen met 100% precisie herkend.
"Mensen pakken objecten op met precies de juiste kracht; te veel kracht en je plet het object, te weinig en het glipt uit je hand," legt Lillian Chin, assistent-professor elektrische en computertechniek aan UT, uit.
De sensoren zijn 3D-geprint en kunnen worden aangepast aan verschillende vormen. Dankzij de glijdetectie kan de robot zijn grip aanpassen wanneer nodig, terwijl overmatige kracht wordt vermeden.
Toepassingen
- Voedselverwerking: machines kunnen fragiele items zoals fruit, groenten en bakwaren hanteren.
- Gezondheidszorg: robots kunnen medische instrumenten of biologische monsters nauwkeurig manipuleren.
- Industrie/manufacturing: delicate componenten zoals elektronica of glaswerk vereisen zorgvuldige hantering.
De hardwareontwerpen en algoritmes zijn publiek beschikbaar gesteld voor verdere R&D. Toekomstig werk richt zich op het verminderen van temperatuurgevoeligheid en het verbeteren van de detectie en respons op glijdende objecten.
Het projectteam bestaat uit Yuke Zhu, associate professor aan de Department of Computer Science, en promovendus Mingyo Seo. Het onderzoek werd ondersteund door het Texas Robotics Industrial Affiliate Program, de National Science Foundation, het Office of Naval Research, het DARPA TIAMAT-programma en het Institute of Information & Communications Technology Planning & Evaluation in Zuid-Korea.
Voor meer informatie:
Mike Rosen
The University of Texas
[email protected]
www.news.utexas.edu
