Twisting einem Schraubendreher Entfernen einer Flasche, und eine Banane sind nur ein paar einfache Aufgaben, die schwierig zu Alleingang schaffen sind . Jetzt eine neue Handgelenk befestigt Roboter kann eine helfende Hand zu bieten - oder besser die Finger .
Forscher am MIT haben einen Roboter, der das Greifen Bewegung der menschlichen Hand verbessert entwickelt. Das Gerät , etwa ein Handgelenk getragen wird, arbeitet im wesentlichen wie zwei zusätzliche Finger neben dem kleinen Finger und Daumen. Ein neuartiges Regelalgorithmus ermöglicht es, synchron mit Finger des Trägers zu bewegen, um Objekte in verschiedenen Formen und Größen zu erfassen . Das Tragen der Roboter könnte ein Benutzer mit einer Hand um , zum Beispiel, halten Sie den Boden einer Flasche beim Abdrehen seine Kappe .
" Dies ist eine völlig intuitive und natürliche Art und Weise , um Ihre Roboter- Finger bewegen ", sagt Harry Asada , die Ford Professor of Engineering in MIT Fachbereich Maschinenbau . " Sie brauchen nicht , um den Roboter zu befehlen , sondern einfach bewegen Sie die Finger natürlich . Dann werden die Roboter- Finger reagieren und unterstützen den Fingern. "
Letztlich Asada sagt , mit einigen Trainings Leute kommen, um die Roboter- Finger, als Teil ihres Körpers wahrnehmen - "wie ein Werkzeug, das Sie verwenden für eine lange Zeit sind , fühlen Sie den Roboter als eine Erweiterung der Hand. " Er hofft, dass die Zwei- Finger- Roboter kann Menschen mit eingeschränkter Fingerfertigkeit bei der Durchführung die laufende Haushaltsaufgaben wie Öffnen Gläser und Heben schwerer Gegenstände zu unterstützen. Er und Doktorand Faye Wu einen Vortrag über den Roboter bei den Robotics : Wissenschaft und Systeme Konferenz in Berkeley, Kalifornien .
biomechanische Synergie
Der Roboter , der die Forscher namens " überzähligen Roboterfinger, " besteht aus Aktuatoren miteinander verbunden, um Kräfte so stark wie die der menschlichen Finger während einer Greifbewegungauszuüben.
, Einen Algorithmus zu entwickeln , um die Roboter- Finger mit einer menschlichen Hand zu koordinieren, die Forscher zum ersten Mal sah , um die Physiologie Handgesten , lernen, dass eine Hand fünf Finger sind sehr koordiniert. Während eine Hand kann erreichen, und sichern Sie sich eine Orange in einer anderen Weise als , sagen wir , einen Becher , nur zwei allgemeine Bewegungsmuster werden verwendet, um Objekte zu erfassen : bringen die Finger zusammen , und nach innen verdrehen . Ein Verständnis für jedes Objekt kann durch eine Kombination dieser beiden Muster erläutert.
Die Forscher vermuten, dass eine ähnliche " biomechanischen Synergie" kann nicht nur unter den fünf menschlichen Finger , sondern auch unter den sieben existieren. Um die Hypothese zu testen, trug Wu einen Handschuh mit mehreren PositionsaufzeichnungSensoren ausgestattet , und auf ihr Handgelenk über eine Lichtstrebebefestigt . Sie abgefangen dann das Labor für gemeinsame Objekte , wie zum Beispiel eine Schachtel Kekse , einer Limo-Flasche und einem Fußball.
Wu ergriff jedes Objekt mit der Hand , dann von Hand positioniert die Roboter- Finger , um das Objekt zu unterstützen. Nahm sie beide Hände und Robotergelenkwinkelmehrmals mit verschiedenen Objekten , die Daten dann analysiert und festgestellt , dass jeder Griff könnte durch eine Kombination von zwei oder drei Untermusterunter allen sieben Fingern erläutert.
Die Forscher verwendet diese Informationen, um die Entwicklung eines Steueralgorithmus, um die Stellungen der beiden Roboterfingermit jenen der fünf menschlichen Fingern korrelieren. Asada , erläutert , dass der Algorithmus im wesentlichen " lehrt " der Roboter eine bestimmte Körperhaltung , dass der menschliche erwartet der Roboter die Verantwortung übernehmen .
Bringing Roboter näher an den Menschen
Vorerst ahmt der Roboter das Greif einer Hand, in Schließ und Aufspreizen in Reaktion auf die Finger eines Menschen . Aber Wu möchte die Roboter einen Schritt weiter gehen , Controlling nicht nur Position , aber auch erzwingen.
" Momentan sind wir bei Haltung suchen , aber es ist nicht die ganze Geschichte ", sagt Wu . " Es gibt andere Dinge , die eine gute , stabile Griff zu machen. Mit ein Objekt, das klein aussieht, aber ist schwer, oder rutschig ist , würde die Haltung der gleiche sein, aber die Kraft wäre anders , also wie wäre es zu , dass an? Das ist, das nächste, was wir betrachten . "
Wu stellt außerdem fest , dass bestimmte Gesten - wie greifen einen Apfel - kann sich leicht von Mensch zu Mensch unterschiedlich und letztlich , ein Roboter- Hilfe möglicherweise für den persönlichen Greifen Vorlieben berücksichtigen. Zu diesem Zweck sieht vor, sie die Entwicklung einer Bibliothek von Mensch und Roboter- Geste Korrelationen . Wenn ein Benutzer arbeitet mit dem Roboter , sie lernen könnten , sich anzupassen , um seine oder ihre Vorlieben anpassen und verwirft andere aus der Bibliothek. Sie vergleicht diese Maschine zu lernen, dass der Sprachbefehl-Systemen wie Apples Siri .
" Nachdem Sie habe mit ihm für eine Weile , es zu Aussprache gewöhnt so einzustellen, können auf Ihre speziellen Akzent ", sagt Wu . " Langfristige können unsere Technologie ähnlich sein, wo der Roboter einstellen und sich auf dich."
Auf der Straße , sagt Asada der Roboter kann auch auf eine weniger sperrige Form skaliert werden.
"Dies ist ein Prototyp , aber wir können es bis zu einem Drittel seiner Größe schrumpfen, und machen es faltbare ", sagt Asada . " Das könnte in einer Uhr oder einem Armband wo die Finger Pop-up zu machen, und wenn die Arbeit erledigt ist , wieder in die Uhr kommen sie. Wearable Roboter sind ein Weg, um den Roboter näher an unseren täglichen Leben. "