21/03/2013 - Robotik Hände, die Zukunft intelligenter Prothesen

Menéame

In nicht allzu ferner Zukunft können Roboter uns unseren Alltag erleichtern, auch wenn sie für die Erfüllung bestimmter Aufgaben mit außergewöhnlich entwickelte Hände, mit einem hohen Maß an Geschicklichkeit, Stärke und Empfindlichkeit.

Eines der auf diesem Gebiet spezialisierten Wissenschaftlerteams, angehörig dem E. Piaggio von der Universität Pisa und vom Italienischer Technologieinstitut Genua, arbeitet er an der Entwicklung und dem Design von Roboterhand, die den Bereich der Intelligente Prothesen.

Einfache und solide Konstruktion und mit einem Preis deutlich niedriger als jede andere Roboterhand, ist diese Prothese in der Lage, fast alle natürlichen Bewegungen einer natürlichen Hand zu reproduzieren. Die meisten Aktionen im Zusammenhang mit der Tat des Greifens basieren auf verhafteten oder festen Objekten. Diese Hand geht viel weiter.

Es ist solide, fügsam und in der Lage, fast alle Arten von Objekten mit einem einzigen Motor zu fangen und sein Preis ist ein paar hundert Dollar. Dank seiner Einfachheit und enormer Vielseitigkeit kann er leicht als Roboterhand und als Prothese eingesetzt werden. Ihre Finger sind in der Lage, einen erheblichen physischen Missbrauch in Form von Schlägen und Ablenkungen zu ertragen.

Dieses Bündnis von Leistung, Robustheit und Erschwinglichkeit zielte auf Antonio Bicchi, Koordinator der Robotischen Forschungsgruppe des Wissenschaftszentrums E. Piaggio und wissenschaftlicher Senior des Italienischen Technologieinstituts, wurde durch ein revolutionäres Design erreicht.

Die Flangen haben zwei angrenzende Zylinderpaare, die die menschlichen Gelenke simulieren, erklärt er. ATT Die Finger sind durch elastische Gelenke ohne mechanische Verbindungselemente der Art von Muttern und Schrauben verbunden, die eine elastische und einfache Struktur der Hand verleihen.
 

Durchführung komplexer Bewegungen

"Es geht nicht nur darum, die Struktur der menschlichen Hand zu kopieren," fügte er hinzu, "und es ist auch notwendig, die Mechanismen der Bewegung und Wahrnehmung verstehen auf sie die Leistung der Hand zu unterstützen und nur dann auf die Entwicklung einer künstlichen Struktur in der Lage, sie auszuführen.

Seit dem Projekt wurde entschieden, dass man die Details des sensorischen Systems der menschlichen Hand analysieren und verstehen muss, um ein vollständiges Wissen über die zugrunde liegende künstliche Intelligenz zu erlangen. Das leitende Team gründete sein Handdesign Pisa-IIT Softhand auf der Theorie, dass der Schlüssel zu sensorischen Synergien in der Neurowissenschaft liegt.

Die Theorie der Synergien analysiert alle komplexen Bewegungen, die als Produkt einer Kombination von anderen Grundlagen durchgeführt werden können, zum Beispiel die Finger zu schließen, um ein Objekt zu greifen. Diese Bewegungseinheiten oder Synergien, die durch eine bestimmte Muskelkonfiguration erzeugt werden, hängen von den anatomischen Eigenschaften des Menschen ab. Diese Einheiten umfassen die angeborenen Bewegungen oder die Bewegungen, die man in den frühen Stadien der Kindheit lernt. Um also die Bewegung zu reproduzieren, die es ermöglicht, ein Objekt mit einer mechanischen Hand zu fangen, ist es nicht notwendig, jeden Finger mit einem Motor auszustatten, wie es in den traditionellen Roboterhänden geschieht, sondern die Konfiguration der Synergie zu bestimmen, die für diese Bewegung verantwortlich ist. Die Reproduktion muss so erfolgen, dass sie mit einem einzigen Motor durchgeführt werden kann, der die gesamte Bewegungsfolge kontrolliert.

Unter dieser Prämisse haben sie die Erste künstliche Hand in der Lage, fast alle Arten von täglichen Objektgriffe mit einem einzigen Motor durchzuführen. Darüber hinaus wird sie dank der Einfachheit ihrer Struktur, ihrer hohen Festigkeit und ihres niedrigen Preises wahrscheinlich den Markt für prothetische und Roboterhanden bilden und die Entwicklung anderer Technologien fördern.

Das Verständnis der sensorischen und motorischen Synergien des menschlichen Organismus und die Einbeziehung der Grundsätze der Überwachung und Erkennung von geringem Niveau in die Gestaltung mechanischer Hände werden eine grundlegende Aufgabe bei der Entwicklung der künstlichen Intelligenz im weitesten Sinne sein.

Diese wissenschaftliche Initiative, die von der Europäischen Union mit 2,5 Mio. EUR aus einem fortgeschrittenen EIB-Zuschuss an Professor Bicchi finanziert wird, ist das Ergebnis einer Zusammenarbeit zwischen Gruppen, die sich mit Neurowissenschaften, Mathematik und Ingenieurwesen befassen. Die Hand wird als Studienplattform genutzt werden, um Synergien zu untersuchen und die Aspekte des Robotergriffs in künftigen Projekten zu vertiefen.

Die Hand wurde sowohl im thread gefeiertInternationaler Kongress über HumanoideDie Konferenz wurde Anfang Dezember in Osaka (Japan) abgehalten, wo sie als das innovativste Projekt, das dort vorgestellt wurde, eingestuft wurde, wie zum Beispiel beim International Conference of Intelligent Robots and Systems (IROS2012) in Portugal, wo sie mehrere Auszeichnungen erhielt.

Das Projekt veranschaulicht die wachsende Stärke der Europäischen Union auf dem Gebiet der industriellen Robotik, aber was noch wichtiger ist, es bietet denjenigen mit einer Funktionsstörung in der Hand, sei es wegen des Alters, der Verletzung oder Krankheit, einen neuen Stützpunkt für die Erlangung der Unabhängigkeit.

Weitere Informationen:

E. Piaggio
 

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Informationsdienst der Gemeinschaft für Forschung und Entwicklung

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