Шестнадцатилетний Джаред Лепора создал роботизированную руку из деталей Lego с точностью, близкой к человеческой.
Дизайн полностью воспроизводим с помощью подручных средств. (Изображение-образец)
Тинг Нонг
16-летний студент из Бристоля построил антропоморфную роботизированную руку полностью из деталей Lego, и она работает почти так же хорошо, как профессиональные исследовательские модели.
Модель Educational SoftHand-A, созданная Джаредом К. Лепорой из Бристольской гимназии под руководством его отца, доктора Натана Ф. Лепоры из Бристольского университета, имитирует естественные движения человеческой руки, используя только что имеющиеся в наличии компоненты LEGO MINDSTORMS.
Их исследование, находящееся в открытом доступе и опубликованное на arXiv по лицензии CC BY 4.0, демонстрирует, как конструкция может схватывать, сгибаться и адаптироваться к различным формам, и все это с помощью двух небольших моторов Lego.
Проект представляет собой игровую интерпретацию серьёзного направления робототехнических исследований. Он основан на Pisa/IIT SoftHand — ведущей в мире разработке мягкой робототехники, использующей систему сухожилий для синхронизации движений пальцев.
Продвинутый робот, полностью собранный вручную из Lego
Семья Лепор адаптировала эту концепцию для образовательных целей, заменив напечатанные на 3D-принтере детали и металлические подшипники стандартными балками, стержнями, шестеренками и более чем сотней пластиковых подшипников из конструктора Lego. В результате получилась четырёхпалая рука, приводимая в движение сухожилиями, которая может открываться и закрываться с помощью антагонистических пар сухожилий (одна пара для сгибания, другая для разгибания), управляемая простым программируемым блоком.
Несмотря на своё игрушечное происхождение, Lego SoftHand демонстрирует выдающиеся результаты. Стендовые испытания показывают, что он способен удерживать примерно 90% силы, характерной для профессионального SoftHand, напечатанного на 3D-принтере, и завершать циклы открывания-закрывания примерно за секунду.
Его пальцы автоматически адаптируются к объектам различной формы, от мячей до чашек, благодаря мягкому синергетическому механизму, реализованному с использованием зубчатых передач Lego, которые равномерно распределяют движение между пальцами.
Конструкция полностью воспроизводима с использованием бытовых инструментов и деталей из образовательных наборов робототехники, что делает ее одной из самых доступных на сегодняшний день демонстраций принципов мягкой робототехники.
«Наша цель состояла в том, чтобы показать, что сложные концепции робототехники можно преподавать, используя повседневные материалы», — сказал доктор Лепора. «Создавая эти системы самостоятельно, студенты могут буквально почувствовать, как работает адаптивный захват», — добавил он.
Файлы с открытым исходным кодом и инструкции по сборке доступны на сайте проекта www.lepora.com/EduSoftHand-A, чтобы другие школы могли повторить или расширить проект. Авторы надеются, что это вдохновит больше детей на изучение механического проектирования, программирования и биомеханики, лежащей в основе движения человека.
Очень умный дизайн
Образовательный SoftHand-A — это не просто умная конструкция, это мост между исследовательской робототехникой и инженерами нового поколения. В связи с прекращением выпуска линейки Mindstorms этот проект также служит достойной данью уважения одному из самых влиятельных образовательных инструментов последних трёх десятилетий.
«Изучение роботизированных рук посредством их создания собственными руками представляется особенно подходящим способом взаимодействия с этой технологией», — заключает статья.
В то время как Lego готовится свернуть линейку Mindstorms, подобные проекты служат напоминанием о том, насколько глубоко платформа повлияла на молодых изобретателей. Любопытство подростка, коробка пластиковых кубиков и наставничество учёного вместе создали нечто выдающееся: руку, созданную для обучения, которая, возможно, изменит наше представление о роботах.
Вы можете самостоятельно ознакомиться с исследованием в журнале arXiv.
Sourse: interestingengineering.com
