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La nouvelle main robotique humanoïde rend les interactions humaines plus sûres

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Peut-être que l'argument le plus ancien que les commentateurs ont avancé pour expliquer pourquoi les robots ne prendront pas nos emplois à l'avenir est qu'ils n'auront jamais cette touche humaine et qu'ils manqueront toujours de cette qualité humaine que nous pouvons posséder.

Dans le but de mettre cet argument au repos, les ingénieurs de la Michigan State University (MSU) ont conçu et développé une nouvelle main humanoïde qui peut tenir des objets de la même manière que nous.

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Un nouveau design de main robotique humanoïde

Les robots utilisés dans les environnements industriels sont souvent nécessaires pour saisir et manipuler des objets à plusieurs reprises. En règle générale, les machines le font avec une pince robotisée, également appelée effecteur d'extrémité. Les modèles actuels largement utilisés n'affichent pas près de la dextérité d'une main humaine, mais cela pourrait bientôt changer.

«La nouvelle conception de la main humanoïde est une pince flexible hybride souple-dure. Il peut générer une force de préhension plus grande qu'une main douce pure traditionnelle, et simultanément être plus stable pour une manipulation précise que d'autres homologues utilisés pour des objets plus lourds », a déclaré l'auteur principal Changyong Cao, directeur du laboratoire pour les machines souples et l'électronique à MSU Libération.

Cao et son équipe ont observé plusieurs interactions homme-environnement avant de concevoir leur modèle de main robotique, y compris la cueillette de fruits et des soins médicaux sensibles. Ils ont présenté leurs recherches dans un article intitulé «Soft Humanoid Hands with Large Grasping Force Enabled by Flexible Hybrid Pneumatic Actuators», publié dans Soft Robotics.

Un avantage par rapport aux pinces à main douce

D'une manière générale, les pinces à main souple utilisées sur de nombreux robots présentent aujourd'hui plusieurs inconvénients: elles peuvent avoir des surfaces tranchantes, une faible force de préhension pour la manutention de charges lourdes et une faible stabilité. L'équipe de recherche MSU a identifié des processus selon lesquels la plupart de ces systèmes de préhension ne sont pas adaptés aux processus qui nécessitent une interaction sûre mais ferme avec un objet fragile.

L'équipe a expliqué que leur prototype démontrait les capacités d'une pince réactive, rapide et légère capable de gérer un grand nombre de tâches différentes qui nécessitent généralement différents types de systèmes de préhension.

Chaque doigt de la main humanoïde prototype est construit à partir d'un actionneur pneumatique hybride flexible - ou FHPA - qui utilise de l'air sous pression pour permettre à chacun des doigts de se déplacer indépendamment.

Le meilleur des deux mondes

"Les pinces rigides traditionnelles pour les applications industrielles sont généralement constituées de structures rigides simples mais fiables qui aident à générer des forces importantes, une précision élevée et une répétabilité", a déclaré Cao. "La main humanoïde souple proposée a démontré une excellente adaptabilité et compatibilité pour saisir des objets fragiles et de forme complexe tout en maintenant un haut niveau de rigidité pour exercer de fortes forces de serrage pour soulever des charges lourdes."

Le FHPA qui compose les doigts robotiques est composé de composants durs et mous. Ceux-ci sont construits autour d'un cadre structurel composé d'une combinaison de vessies pneumatiques actionnées et d'un noyau de ressort en forme d'os, selon les chercheurs.

«Ils combinent les avantages de la déformabilité, de l'adaptabilité et de la souplesse des pinces souples tout en maintenant la force de sortie importante due à la rigidité de l'actionneur», explique Cao.

Applications du monde réel et cas d'utilisation futurs

Les chercheurs pensent que le prototype pourrait s'avérer utile dans des scénarios et des situations du monde réel, tels que les soins médicaux, l'emballage automatisé, la cueillette de fruits, la rééducation et même la chirurgie.

Quelle est la prochaine étape pour l'équipe de la Michigan State University? Cao et ses collègues espèrent combiner ce nouveau travail avec d'autres travaux récents de Cao sur les pinces dites «intelligentes», qui intègrent des capteurs intelligents dans le matériau de préhension. Ils étudient également la possibilité de combiner leur main robotique humanoïde avec des modèles de «bras souples», ce qui permettrait à la machine d'imiter plus précisément les actions humaines.

À l'avenir, nous pourrions voir des robots qui non seulement nous surpassent, mais qui gèrent également les tâches quotidiennes avec une dextérité et une habileté au toucher que nous pensions auparavant que seuls les humains pourraient rassembler.


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