Американці розробили складну роборуку

Американські інженери розробили м'який і складний роботизований маніпулятор, що закріплюється на поясі. Він приводиться в рух за допомогою надувних сегментів і здатний допомагати людині в повсякденному житті, наприклад, тримати предмети і тим самим звільняти руки. Автори статті виступлять з доповіддю на конференції ICRA 2019.

Більшість розробників носимих роботизованих рук створюють їх для людей з втраченими кінцівками або порушеннями рухових функцій. Але деякі інженери вибирають зовсім інший підхід і пропонують застосовувати такі пристрої для розширення функцій організму. Наприклад, додаткову руку пропонують використовувати військовим для підвищення точності стрільби, а деякі інженери навіть пропонують використовувати відразу дві додаткові руки, керувати якими може віддалений оператор. Але всі ці концепти мають недоліки, що заважають їх використанню. Наприклад, часто їх не можна скласти і вони займають багато місця, а деякі з них не мають мотора або іншого рухового механізму.

Інженери під керівництвом Панагіотіса Полігеріноса (Panagiotis Polygerinos) з Університету штату Арізона розробили носиму м'яку складну роборуку з пневматичним механізмом руху. Принцип її дії заснований на розширенні частин руки завдяки підвищенню тиску в них. Роборука складається з трьох сегментів, розташованих послідовно, кожен з яких, у свою чергу, складається з трьох підсегментів, розташованих паралельно і утворюючих трикутник. Підсегменти складаються з безлічі герметичних полімерних кишень, підключених до трубки і закріплених на загальній підкладці. Рух роборуки заснований на тому, що при надуванні кишень повітрям через трубку вони розширюються і змушують всю конструкцію згинатися, тому що вони закріплені на загальній підставі. Три підсегменти в кожному сегменті дозволяє вибирати довільний напрямок вигину руки.

Одна з переваг роборуки перед аналогами полягає в тому, що її можна скласти і зменшити в довжину в два рази. Інженери створили поясну сумку, з якої при потребі можна дістати складений маніпулятор і почати ним користуватися. Розробники вважають, що найбільш зручне застосування роборуки - підтримка предметів. Наприклад, вони показали, як рука може тримати рюкзак або футбольний м'яч, в той час як руки людини залишаються вільними.

Інженери показали застосовність маніпулятора на практиці, вимірявши його силові характеристики. Повністю розпрямлена і розташована паралельно підлозі роборука виявилася здатна піднімати предмети масою до кілограма, закріплені на кінці маніпулятора. У разі, якщо вона утримує предмет над собою і притискає його до тіла, вона здатна підтримувати вантаж масою вище 11 кілограмів. Автори статті зазначають, що це відповідає приблизно десяти власним масам роборуки.

Інженери і вчені займаються не тільки вдосконаленням технічної сторони подібних пристроїв, а й вивченням їх взаємодії з людиною. Минулого року японські дослідники експериментально довели, що люди здатні одночасно керувати своїми власними руками і додатковою роборукою, причому навіть якщо вони виконують руками і маніпулятором завдання різного типу.