Jusqu'à présent, les types concurrents de conceptions de mains robotisées offraient un compromis entre résistance et durabilité. Une conception couramment utilisée, utilisant une articulation à goupille rigide qui imite le mécanisme des articulations des doigts humains, peut soulever de lourdes charges utiles mais est facilement endommagée lors de collisions, en particulier si elle est frappée par le côté. Pendant ce temps, les mains entièrement conformes, généralement en silicone moulé, sont plus flexibles, plus difficiles à casser et mieux saisir des objets de différentes formes, mais elles sont insuffisantes en matière de puissance de levage.
L'équipe de recherche du DGIST a étudié l'idée qu'une main de robot partiellement conforme, utilisant un lien rigide connecté à une structure connue sous le nom de charnière à flexion croisée (CFH), pourrait augmenter la puissance de levage du robot tout en minimisant les dommages en cas de collision. Généralement, un CFH est constitué de deux bandes de métal disposées en forme de X qui peuvent fléchir ou se plier dans une position tout en restant rigide dans d'autres, sans créer de frottement.
«Les robots industriels intelligents et les robots coopératifs qui interagissent avec les humains ont besoin à la fois de résilience et de force», déclare Dongwon Yun, qui dirige le laboratoire DGIST BioRobotics and Mechatronics et a dirigé l'équipe de recherche. «Nos résultats montrent que les avantages d'une structure rigide et d'une structure conforme peuvent être combinés, ce qui permettra de surmonter les lacunes des deux.»
L'équipe a imprimé en 3D les bandes métalliques qui servent d'articulations CFH reliant les segments dans chaque doigt robotique, ce qui permet aux doigts robotiques de se courber et de se redresser comme une main humaine. Les chercheurs ont démontré la capacité de la main robotique à saisir différents objets, y compris une boîte de mouchoirs en papier, un petit ventilateur et un portefeuille. Il a été démontré que la main de robot articulée par CFH avait 46.7% plus d'absorption des chocs qu'une main robotique orientée articulation à broches. Il était également plus solide que les mains de robot entièrement conformes, avec la capacité de tenir des objets pesant jusqu'à quatre kilogrammes.
D'autres améliorations sont nécessaires avant que les robots dotés de ces mains partiellement conformes ne puissent travailler aux côtés ou directement avec des humains. Les chercheurs notent qu'une analyse supplémentaire des matériaux est nécessaire, ainsi que des expériences sur le terrain pour identifier les meilleures applications pratiques.
«L'industriel et la médecine les environnements où les robots sont largement utilisés sont des endroits dynamiques et exigeants, il est donc important de continuer à améliorer les performances des robots », déclare le doctorat en ingénierie de la DGIST. l'étudiant Junmo Yang, le premier auteur de l'article.