יד רובוטית חסכונית באנרגיה שיכולה לתפוס חפצים רק באמצעות התנועה של פרק כף היד שלה והתחושה ב'עור' שלה פותחה על ידי חוקרי אוניברסיטת קיימברידג'.
אמנם לבני אדם זו משימה קלה, אבל אחיזת חפצים בגדלים, צורות ומרקמים שונים היוותה בעיה לרובוטים.
היד הרובוטית החדשה הרכה והמודפסת בתלת מימד אינה יכולה להזיז את אצבעותיה באופן עצמאי, אך עדיין יכולה לבצע מגוון של תנועות מורכבות. הוא אומן לתפוס חפצים שונים והיה מסוגל לחזות אם הוא יפיל אותם באמצעות המידע שסיפקו חיישנים שהונחו על 'עורו'.
סוג זה של תנועה פסיבית הופך את הרובוט להרבה יותר קל לשליטה וחסכוני באנרגיה מרובוטים עם אצבעות ממונעות לחלוטין, אמרו החוקרים. העיצוב הניתן להתאמה צפוי לשמש בפיתוח רובוטים בעלות נמוכה המסוגלים לתנועה טבעית יותר ויכולים ללמוד לתפוס מגוון רחב של אובייקטים.
בעולם הטבעי, תנועה נובעת ממשחק הגומלין בין המוח לגוף. זה מאפשר לאנשים ובעלי חיים לנוע בדרכים מורכבות מבלי לבזבז כמויות מיותרות של אנרגיה.
במהלך השנים האחרונות, רכיבים רכים החלו להשתלב בתכנון רובוטי הודות להתקדמות בטכניקות הדפסה תלת מימדית, שאפשרה לחוקרים להוסיף מורכבות למערכות פשוטות וחסכוניות באנרגיה.
היד האנושית מורכבת ביותר, ויצירת מחדש של כל מיומנותה ויכולת ההסתגלות שלה ברובוט היא אתגר מחקרי עצום.
"בניסויים קודמים, המעבדה שלנו הראתה שאפשר להשיג טווח תנועה משמעותי ביד רובוט רק על ידי הזזת פרק כף היד", אמר מחבר שותף ד"ר תומס ג'ורג'-תורת'ל. "רצינו לראות אם יד רובוט המבוססת על תנועה פסיבית יכולה לא רק לתפוס חפצים, אלא גם תוכל לחזות אם היא עומדת להפיל את העצמים או לא, ולהסתגל בהתאם".
החוקרים השתמשו ביד אנתרופומורפית מודפסת בתלת מימד שהושתלה בחיישני מישוש, כך שהיד תוכל לחוש במה היא נוגעת. היד הייתה מסוגלת רק לתנועה פסיבית מבוססת פרק כף היד.
הצוות ביצע יותר מ-1200 בדיקות עם יד הרובוט, תוך התבוננות ביכולתו לתפוס חפצים קטנים מבלי להפיל אותם. הרובוט אומן בתחילה באמצעות כדורי פלסטיק קטנים מודפסים בתלת מימד, ותפס אותם באמצעות פעולה מוגדרת מראש שהושגה באמצעות הדגמות אנושיות.
"יד מסוג זה מכילה מעט קפיציות: היא יכולה לקלוט דברים מעצמה ללא כל הפעלת האצבעות", אמר הסופר הראשון ד"ר קירן גילדיי. "חיישני המישוש נותנים לרובוט תחושה עד כמה האחיזה מתקדמת, כך שהוא יודע מתי הוא מתחיל להחליק. זה עוזר לו לחזות מתי דברים ייכשלו".
הרובוט השתמש בניסוי וטעייה כדי ללמוד איזה סוג של אחיזה יצליח. לאחר שסיים את האימון עם הכדורים, הוא ניסה לתפוס חפצים שונים כולל אפרסק, עכבר מחשב וגליל של ניילון בועות. בבדיקות אלו, היד הצליחה לתפוס בהצלחה 11 מתוך 14 חפצים.
"החיישנים, שהם בערך כמו העור של הרובוט, מודדים את הלחץ המופעל על האובייקט", אמר ג'ורג'-תורת'ל. "אנחנו לא יכולים לומר בדיוק איזה מידע הרובוט מקבל, אבל הוא יכול להעריך באופן תיאורטי היכן האובייקט נתפס ובכמה כוח."
יד רובוטית מופעלת במלואה, בנוסף לכמות האנרגיה שהיא דורשת, היא גם בעיית בקרה מורכבת. העיצוב הפסיבי של היד המעוצבת בקיימברידג', תוך שימוש במספר קטן של חיישנים, קל יותר לשלוט, מספק טווח רחב של תנועה, ומייעל את תהליך הלמידה, אמרו החוקרים.
בעתיד ניתן להרחיב את המערכת בכמה דרכים, כמו הוספת יכולות ראייה ממוחשבת, או לימוד הרובוט לנצל את סביבתו, מה שיאפשר לו לתפוס מגוון רחב יותר של עצמים.