Przełom przynoszą jednak inżynierowie z Uniwersytetu Teksaskiego w Austin, którzy opracowali technologię FORTE (Fragile Object Grasping with Tactile Sensing). Ich rewolucyjna robotyczna dłoń nie tylko „widzi” przedmiot, ale przede wszystkim go „czuje”, osiągając przy tym skuteczność, która zawstydza dotychczasowe rozwiązania.
Efekt rybiej płetwy i kanały powietrzne, czyli jak działa FORTE?
Sekret systemu FORTE tkwi w niezwykłej konstrukcji palców robota, zainspirowanej naturą, a konkretnie anatomią rybich płetw (tzw. fin-ray effect). Palce zostały wydrukowane w technologii 3D i posiadają wewnątrz puste kanały powietrzne, które pełnią funkcję receptorów dotyku. To genialne w swojej prostocie rozwiązanie: gdy robot zbliża się do przedmiotu i zaczyna go dotykać, kanały wewnątrz palców odkształcają się, co powoduje zmianę ciśnienia powietrza.
Małe, tanie i powszechnie dostępne czujniki błyskawicznie rejestrują te skoki ciśnienia, przesyłając informację zwrotną do systemu w czasie rzeczywistym. Dzięki temu robot wie dokładnie, z jaką siłą ściska dany obiekt. Jak tłumaczy Siqi Shang, główna autorka badań:
Wierzymy, że te sygnały czuciowe dadzą robotom zmysł dotyku niezbędny do ostrożnego obchodzenia się z przedmiotami.
Największą przewagą FORTE nad konkurencją jest jednak zdolność wykrywania poślizgu. System potrafi zidentyfikować moment, w którym przedmiot zaczyna wysuwać się z uchwytu, z oszałamiającą precyzją 100%. Oznacza to, że maszyna nigdy nie myli się w ocenie sytuacji – zwiększa uścisk tylko wtedy, gdy jest to absolutnie konieczne, chroniąc delikatne przedmioty przed niepotrzebnym zgnieceniem.
Skuteczność 91,9% – od kulek bilardowych po delikatne owoce
Naukowcy poddali swój system rygorystycznym testom, sprawdzając go na grupie 31 zróżnicowanych przedmiotów. Wśród nich znalazły się rzeczy, które są prawdziwym koszmarem dla typowych chwytaków:
- Ekstremalnie kruche: chipsy ziemniaczane i świeże maliny.
- Śliskie i ciężkie: kule bilardowe oraz słoiki z dżemem.
- Codziennego użytku: jabłka czy puszki z zupą.
Wyniki opublikowane w czasopiśmie IEEE Robotics and Automation Letters robią wrażenie. System osiągnął 91,9% skuteczności już przy pierwszej próbie chwytu, deklasując tradycyjne chwytaki oparte wyłącznie na analizie wizualnej. Kluczem jest szybkość reakcji, która – jak twierdzi profesor Lillian Chin – zbliża się do czasu reakcji ludzkich receptorów w dłoni.
Ludzie podnoszą przedmioty z odpowiednią siłą; zbyt duża je zmiażdży, zbyt mała sprawi, że wypadną z ręki. Większość obecnych czujników nie posiada szybkości i precyzji potrzebnej do osiągnięcia tego idealnego poziomu czułości – wyjaśnia Chin.
Zastosowania tej technologii wykraczają daleko poza laboratoria. W przemyśle spożywczym roboty FORTE mogłyby pakować owoce i wypieki bez ryzyka ich uszkodzenia. W medycynie mogłyby służyć do precyzyjnego operowania delikatnymi narzędziami lub próbkami biologicznymi, a w logistyce domowej – do rozpakowywania zakupów, w tym tak problematycznych przedmiotów jak okulary czy szklane naczynia.
Źródło: The University of Texas
