Cand este vorba de gasirea cel mai bun instrument unic pentru constructii, sapaturi, desen, scris, si multe alte sarcini, nimic nu bate mana omului. Mainile omului au evoluat peste milioane de ani in patru degete si degetul mare, care poate manipula cu precizie o mare varietate de obiecte. Intr-un studiu recent, cercetatorii au incercat sa recreeze mana omului, construind o mana biomimetic robotica optimizata pentru a atinge atat aspectul aproape uman cat si de performanta. Cercetatorii, Nicolae Thayer si Shashank Priya de la Virginia Tech din Blacksburg, Virginia, au publicat studiul lor “Design and implementation of a dexterous anthropomorphic robotic typing (DART) hand.” privind mana robotizata.
Obiectivul principal al studiului a fost sa demonstreze ca pot realiza o mana antropomorfic asemanatoare cu mana umana care sa aiba abilitatea de a folosi o tastatura de tip computer. Mana robotica realizata de cei doi cercetatori a fost botezata DART si are capacitatea de a dactilografia. Ei au aratat ca o singura mana de tip DART ar putea tasta la o rata de 20 de cuvinte pe minut, in comparatie cu viteza medie umana de tastare cu doua maini, care este de 33 cuvinte pe minut. Cercetatorii prezic ca doua maini DART ar putea tasta cel putin 30 de cuvinte pe minut. In cele din urma, DART ar putea fi integrata intr-un robot umanoid pentru asistarea persoanelor in varsta sau cu handicap, indeplinind diferite sarcini precum tastarea, apucarea obiectelor sau deschiderea usilor.
Pentru proiectarea acestei maini, cercetatorii au inceput prin a investiga fiziologia mainii omului, inclusiv structura sa musculo-scheletica, gama de miscare si forta de apucare. Mana omului are circa 40 de muschi, care ofera 23 de grade de libertate in mana si la incheietura mainii. Pentru a reproduce acesti muschi, cercetatorii au folosit motoare servo si fire de extindere in intreaga mana robotizata, la incheietura mainii si a antebratului. Au folosit un numar de 19 motoare si au obtinut 19 grade de libertate.
Una dintre micile diferente intre mana robotica si mana omului este ca fiecare deget al acesteia este controlat independent. In mana omului, muschii sunt uneori conectati la tendoane astfel incat sa poata muta articulatiilor la mai mult de un deget (fapt vizibil la degetul inelar si la degetele mici). Mana Dart poate tasta inclusiv prin instructiuni primite prin intermediul unui program de recunoastere vocala.
Mana DART nu este prima mana robotizata care urmeaza sa fie proiectata. Pe parcursul ultimilor ani, maini robotizate cu diferite numere de degete au fost dezvoltate pentru o varietate de scopuri, de la proteze la procese de productie. Dar, in masura in care cercetatorii stiau pana acum, nici o mana robotica nu poate egala eficienta mainii umane in ce priveste viteza de tastare. Cand cercetatorii au comparat potentialul functional al mainii DART cu alte maini robotizate, DART a avut un avantaj consistent ca ansamblu functional. In plus, cercetatorii au folosit prototipuri rapide pentru a fabrica toate componentele, reducand semnificativ costurile, greutatea si timpul de fabricatie.
In viitor, cercetatorii planuiesc sa aduca imbunatatiri la mana robotizata. Imbunatatirile luate in calcul sunt imbracarea mainii in intr-o piele de silicon, adaugarea de senzori de temperatura, senzori tactili si senzori de tensiune pentru un control imbunatatit. Aceste imbunatatiri ar trebui sa dea mainii robotizate capacitatea de a efectua si mai multe sarcini.
,,Am experimentat deja apucarea obiectelor", a spus Priya. ,,In forma actuala, nu este optimizat pentru apuca, dar in versiunea noastra viitoare, vor fi suficient de multi senzori pentru a oferi feedback-ul necesar pentru controlul actiunii de a prinde."
