Manipulator inspirowany gekonem

fot. pixabay

Efektory robotów dzielą się na takie, które mogą w sposób pewny chwytać ciężkie przedmioty oraz takie, które są dedykowane do obsługi delikatnych obiektów. Jednak eksperymentalny farmHand inspirowany gekonami jest w stanie zrobić zarówno jedno, jak i drugie.

Stworzone z myślą o obsłudze szerokiej gamy obiektów urządzenie zostało opracowane na Uniwersytecie Stanforda przez Wilsona Ruotolo, Dane Brouwera oraz Marka Cutkosky'ego.

Efektor posiada cztery przegubowe palce, które są w stanie zamykać się wokół przedmiotów poprzez napinanie wewnętrznych cięgien. Elastomerowa podkładka każdego segmentu palca jest wzorowana na poduszkach obecnych na stopach gekonów, dzięki czemu może bezpiecznie chwytać delikatne przedmioty bez przykładania do nich dużej siły.

Stopy gekona są w stanie przykleić się do powierzchni dzięki milionom mikroskopijnych włoskowatych wypustek zwanych szczecinami. Wiążą się one tymczasowo z powierzchniami na poziomie molekularnym w wyniku działania sił Van der Waalsa. Kiedy gady przeciągają stopy do przodu, więzy zostają zerwane.

Zamiast szczecin opuszki palców farmHand zawierają działające w podobny sposób mikroskopijne zapadki. Te nie tylko łączą się w sposób molekularny z powierzchniami, z którymi pozostają w kontakcie, ale także nie pozostawiają żadnych śladów po zerwaniu takiego wiązania.

Aby pomóc podkładkom lepiej dopasowywać się do zakrzywionych powierzchni, posiadają one również składaną strukturę przypominającą żebra, która wygina się nawet po przyłożeniu do niej niewielkiej siły. Pozwala to na utrzymanie w całym obszarze styku jednakowego naprężenia, co minimalizuje ryzyko uszkodzenia przedmiotu i zmniejsza prawdopodobieństwo wyślizgnięcia się z uchwytu.

W dotychczas przeprowadzonych testach farmHand bezpiecznie chwytał delikatne przedmioty, takie jak winogrona i surowe jajka, ale również podnosił cięższe obiekty, takie jak piłka do koszykówki czy szlifierka kątowa. Najbliższe plany badaczy zakładają dodanie do urządzenia systemu siłowego sprzężenia zwrotnego.

FarmHand został opisany w artykule, który został niedawno opublikowany w czasopiśmie Science Robotics. Można go także zobaczyć w akcji na poniższym filmie.

(rr)