Американці створили точну механічну копію людської руки

Американські вчені створили роботизований телекерований маніпулятор, пристрій і механіка якого точно копіюють людську пензель. Звіт про розробку підготовлено для подання на Міжнародній конференції з робототехніки та автоматики (ICRA 2016), яку Інститут інженерів з електротехніки та електроніки (IEEE) проведе з 16 по 21 травня в Стокгольмі.

Дослідники з Вашингтонського університету в Сіетлі зазначили, що сучасні біоміметичні антропоморфні протези значно поступаються за функціональністю реальній людській руці, оскільки містять безліч компромісних технічних рішень (заміну суглобів петлями, тягами, гіроскопами тощо). У своїй роботі вони вирішили точно скопіювати форму і механіку реального пензля.

Розробники почали з того, що відсканували лазером скелет пензля і надрукували точні копії кісток на 3D-принтері. Так вони отримали суглоби без фіксованих осей, наприклад, суглоб між фалангою великого пальця і кістками п'ятості, що дозволяє приводити, відводити і протиставляти палець.

Зв'язки та сухожилля виготовили з високоміцних струн з поліетилену з ультрависокою молекулярною масою (Spectra). Заміну м'яких тканин, які беруть участь у русі пензля (обмежують рухливість або забезпечують еластичність) вирізали лазером з гуми. З неї ж виготовили канали для сухожиль і розгинальні кожухи - складні сітчасті багатошарові структури, які покривають пальці, покращуючи гнучкість і плавність рухів.

Як м'язи інженери застосували 10 сервомоторів Dynamixel, з'єднаних з поліетиленовими струнами так само, як м'язи передпліччя з сухожиллями. Для контролю рухів до кінчиків пальців прикріпили відбиваючі маркери, координати яких записували системою реєстрації Vicon Bonita з семи 240-герцових інфрачервоних камер з VGA-роздільною здатністю.

Отриманий маніпулятор з'єднали з системою датчиків, що вдягається на руку оператора. Завдяки практично точній механічній схожості з рукою він з високою точністю копіював рухи людини, як при силових, так і при тонких маніпуляціях.

Дослідники мають намір удосконалити конструкцію маніпулятора, щоб зробити його придатним для телекерованих завдань, де необхідна тонкість рухів, що відповідає людській кисті. Також вони планують зв'язатися з фахівцями в області тканинної інженерії, щоб використовувати маніпулятор як механічний каркас для вирощування штучних кінцівок.