Hasta ahora, los tipos de diseños de manos robóticas de la competencia ofrecían un equilibrio entre resistencia y durabilidad. Un diseño de uso común, que emplea una articulación de pasador rígido que imita el mecanismo en las articulaciones de los dedos humanos, puede levantar cargas pesadas pero se daña fácilmente en las colisiones, especialmente si se golpea desde un costado. Mientras tanto, las manos totalmente compatibles, generalmente hechas de silicona moldeada, son más flexibles, más difíciles de romper y mejores para agarrar objetos de varias formas, pero no alcanzan la capacidad de levantamiento.
El equipo de investigación de DGIST investigó la idea de que una mano de robot parcialmente compatible, utilizando un enlace rígido conectado a una estructura conocida como Bisagra de Flexión Cruzada (CFH), podría aumentar la potencia de elevación del robot y minimizar el daño en caso de colisión. Generalmente, un CFH está hecho de dos tiras de metal dispuestas en forma de X que pueden doblarse o doblarse en una posición mientras permanecen rígidas en otras, sin crear fricción.
“Los robots industriales inteligentes y los robots cooperativos que interactúan con los humanos necesitan resistencia y fuerza”, dice Dongwon Yun, quien dirige el Laboratorio de BioRobotics y Mecatrónica de DGIST y dirigió el equipo de investigación. “Nuestros hallazgos muestran que las ventajas de una estructura rígida y una estructura compatible pueden combinarse, y esto superará las deficiencias de ambas”.
El equipo imprimió en 3D las tiras de metal que sirven como juntas CFH que conectan segmentos en cada dedo robótico, lo que permite que los dedos robóticos se curven y se enderecen de manera similar a una mano humana. Los investigadores demostraron la capacidad de la mano robótica para agarrar diferentes objetos, incluida una caja de pañuelos, un pequeño abanico y una billetera. Se demostró que la mano robótica con articulaciones CFH tiene un 46.7 por ciento más de absorción de impactos que una mano robótica orientada a articulaciones con pasadores. También era más fuerte que las manos robóticas totalmente compatibles, con la capacidad de sostener objetos que pesaban hasta cuatro kilogramos.
Se necesitan más mejoras antes de que los robots con estas manos parcialmente compatibles puedan trabajar junto a los humanos o directamente con ellos. Los investigadores señalan que se requiere un análisis adicional de los materiales, así como experimentos de campo para identificar las mejores aplicaciones prácticas.
“El industrial y la salud los entornos donde los robots se utilizan ampliamente son lugares dinámicos y exigentes, por lo que es importante seguir mejorando el rendimiento de los robots ”, dice DGIST Engineering Ph.D. estudiante Junmo Yang, el primer autor del artículo.