Ricercatori della University of Texas at Austin hanno messo a punto FORTE, una mano robotica che unisce robotica morbida e sensori tattili per manipolare oggetti molto fragili senza danneggiarli. Il lavoro è stato pubblicato su IEEE Robotics and Automation Letters ed è guidato dal dottorando Siqi Shang della Cockrell School of Engineering. Lillian Chin, professoressa assistente nel medesimo dipartimento, sottolinea che i sensori operano su scale temporali più vicine a quelle delle mani umane.
Le dita adottano un design basato sull'effetto fin-ray ed sono prodotte con tecniche avanzate di stampa 3D. Al loro interno ci sono canali d'aria vuoti che si deformano durante la presa: piccoli sensori di pressione commerciali misurano le variazioni e danno un feedback di forza in tempo reale. Questo permette al sistema di capire se un oggetto sta scivolando e di reagire rapidamente; secondo il team FORTE supera le pinze tradizionali basate solo sul feedback visivo.
Il gruppo ha testato le pinze su 31 oggetti diversi, tra cui lamponi, chip di patata, vasetti di marmellata, palle da biliardo, lattine di minestra e mele. In una singola prova di presa il sistema ha raggiunto un tasso di successo del 91.9% e ha riconosciuto il 93% degli scivolamenti con una precisione del 100%, cioè senza falsi allarmi. Le dita sono personalizzabili, hanno una vita utile maggiore rispetto ad alcuni dispositivi emergenti e la capacità di rilevare lo scivolamento le distingue.
I ricercatori hanno reso pubblici i progetti hardware e gli algoritmi per favorire sviluppi futuri. I prossimi passi includono ridurre la sensibilità dei sensori alle variazioni di temperatura e migliorare la capacità di intercettare oggetti in scivolamento. Applicazioni attese comprendono:
- Processamento alimentare per ridurre gli sprechi
- Assistenza sanitaria per strumenti e campioni fragili
- Manifattura di componenti delicati come elettronica e vetro
Il progetto è stato supportato dal Texas Robotics Industrial Affiliate Program, dalla National Science Foundation, dall'Office of Naval Research, dal programma DARPA TIAMAT e dall'Institute of Information & Communications Technology Planning & Evaluation della Corea del Sud.
Parole difficili
- robotica morbida — uso di materiali flessibili in macchine automatizzate
- sensore tattile — dispositivo che rileva contatto e pressionesensori tattili
- effetto fin-ray — principio che influenza la curvatura delle dita
- feedback — informazione ricevuta per correggere o regolare un'azione
- scivolare — muoversi sopra una superficie senza controlloscivolando
- scivolamento — atto o processo di scivolare su una superficie
- personalizzabile — che può essere adattato alle esigenzepersonalizzabili
- vita utile — periodo di funzionamento prima della sostituzione
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Domande di discussione
- Quali vantaggi concreti potrebbe portare FORTE al settore del trattamento degli alimenti?
- Quali miglioramenti tecnici suggeriresti per ridurre la sensibilità dei sensori alla temperatura?
- In che modo mani robotiche delicate potrebbero cambiare l'assistenza sanitaria pratica?
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