Nyitókép: Bio-Inspired Robotics Laboratory, University of Cambridge
A robotok ugyan gyorsan terjednek az iparban, régóta beharangozott háztartási változataik sikere viszont várat magára, vagy ha nagy médiavisszhang után egyik-másik az otthonokban landol, nem váltják be a hozzájuk fűzött túlzott reményeket. Drágák, nem elég ügyesek, szinte csak szórakoztatásra jók, esetleg szépen táncolnak, de a táncoláson és egyes kezdetleges fizikai mozdulatokon kívül semmi olyat nem tesznek, amire egy asszisztensprogram, azaz intelligens asszisztens ne lenne képes. Nem hasznosak. Az ígéretes puha robotika (soft robotics) fontos változásokat hozhat, de a terület túl fiatal még ahhoz, hogy valóban érdemi előrelépésről beszéljünk.
A futószalagok mellett, összeszerelő műhelyekben, raktárokban és más nagyjából változatlan – nem dinamikus – környezetben ténykedő, tehát rendeltetésüknek eleget tevő robotokon kívül, a többiek széleskörű elterjedését több tényező akadályozza, de a legnagyobb problémát tárgyak megragadása, megfogása jelenti.
Hogyan fogjunk meg egy tárgyat?
Az ember számára egyszerű, banális tevékenység, hogy kézbe veszünk például egy poharat vagy egy fúrót. Vagy egy tojást, anélkül, hogy összetörnénk. Nem gondolkozunk azon, hogy milyen erőt, mekkora nyomást kell kifejtenünk hozzá, teljesen automatikusan tesszük. Belénk van kódolva, míg egy robot esetében egyáltalán nem evidens, hogy miként érintsen, markoljon meg különféle méretű, formájú, textúrájú, más és más anyagokból álló objektumokat. Nem elég ügyes hozzá.
Gyakorlás labdával (Kép: Bio-Inspired Robotics Laboratory, University of Cambridge)
Az angliai Cambridge Egyetem kutatói erre a célra terveztek, 3D nyomtattak egy, az ujjait mozgató, és több komplex mozgásra képes puha robotkezet. Különféle tárgyak megfogására tanították be, és a „bőrébe” helyezett szenzorok által szolgáltatott információk alapján képes előrejelezni, leejti-e azokat, vagy sem. A kéz elkészítése nem került sokba, működtetése energiahatékony.
Az első kísérletekből kiderült, hogy a csukló mozgatásával komoly mozgástartomány fedhető le. A fejlesztők nemcsak tárgyak megfogásában gondolkoztak, hanem arra is törekedtek, hogy a kéz tudja, mit tesz majd velük – leejti őket vagy sem –, és ahhoz alkalmazkodjon.
Emberszerű robotkéz
A kezet passzív mozgása teszi könnyebben vezérelhetővé, és a motorizált robotujjakkal összehasonlítva, ezért „környezetbarát” az energiahasználata. A terv további olcsó robotok fejlesztését teszi lehetővé, természetesebb mozgással. Több tárgyat lesznek képesek megfogni.
Puha robotkéz (Kép: Bio-Inspired Robotics Laboratory, University of Cambridge)
A puha alkatrészek rendszerbe integrálását a 3D nyomtatás fejlődése könnyítette meg. A Cambridge Egyetem Biológiailag Inspirált Robotika Laboratóriumában Fumiya Iida professzor és csapata alakította ki a tárgyak megfogásához pontos nyomást alkalmazó, minimális energiát kifejtő antropomorf kezet, amelybe érintésszenzorokat ágyaztak. A szenzorok teszik lehetővé a megérintett tárgy észlelését, maga a kéz mozgása passzív, csuklóalapú. Az érzékelők mérik a tárgyra kifejtendő nyomást is.
Ezerkétszáznál több tesztet végeztek vele. Printelt kicsi labdákkal kezdte, próba-hiba módszerrel tanult. Miután eleget gyakorolt velük, más tárgyakkal is kísérletezett: őszibarackkal, számítógépes egérrel. Tizennégy objektumból tizenegyet sikerült megfognia. Nagyon egyszerű, de sok feladatra alkalmas, és nem kellenek hozzá aktuátorok.
A közeljövőben gépi látással bővítik ki, és megtanítják a környezet hatékony kihasználására, hogy még több tárgyat meg tudjon fogni.
