Engenheiros de Stanford desenvolvem uma luva eletrônica que dá aos robôs uma sensação de toque: Uma luva eletrônica que confere às mãos robóticas parte da destreza manual que os humanos desfrutam

Engenheiros de Stanford desenvolveram uma luva eletrônica contendo sensores que poderiam um dia dar às mãos robóticas o tipo de destreza que os humanos têm como certa. Pesquisadores de Stanford desenvolveram os sensores de toque semelhantes à pele que permitem que essa mão robótica forneça a quantidade certa de pressão para levantar e mover uma bola de pingue-pongue sem esmagá-la.

Em um papel publicado em novembro. 21 em Ciência Robótica, Engenheiro Químico Zhenan Bao e sua equipe demonstraram que os sensores funcionam bem o suficiente para permitir que uma mão robótica toque uma fruta delicada e manuseie uma bola de pingue-pongue sem esmagá-la.

“Esta tecnologia nos coloca no caminho de um dia dar aos robôs o tipo de capacidade de detecção encontrada na pele humana,", disse Bao.

Bao disse que os sensores nas pontas dos dedos da luva medem simultaneamente a intensidade e a direção da pressão, duas qualidades essenciais para alcançar a destreza manual. Os pesquisadores ainda precisam aperfeiçoar a tecnologia para controlar automaticamente esses sensores, mas quando o fazem, um robô usando a luva pode ter a destreza para segurar um ovo entre o polegar eo indicador sem esmagar-lo ou deixá-lo escorregar.

vida imitando Eletrônica

A luva eletrônica imita a forma como as camadas de trabalho pele humana em conjunto para dar nossas mãos sua sensibilidade extraordinária.

A nossa camada exterior de pele é impregnado com sensores para detectar a pressão, calor e outros estímulos. Nossos dedos e palmas das mãos são particularmente ricos em sensores de toque. Esses sensores trabalham em conjunto com uma subcamada de pele chamada espinhoso, um terreno microscópico acidentado de colinas e vales.

Essa irregularidade é crítica. Como nosso dedo toca um objeto, a camada externa da pele se aproxima do espinhoso. Um leve toque é sentido principalmente por sensores próximos aos topos das colinas. A pressão mais intensa força a pele externa para os vales do espinhoso, desencadeando sensações de toque mais intensas.

Mas medir a intensidade da pressão é apenas parte do que o espinhoso permite. Esta subcamada irregular também ajuda a revelar a direção da pressão, ou força de cisalhamento. Um dedo pressionando o norte, por exemplo, cria sinais fortes nas encostas do sul dessas colinas microscópicas. Essa capacidade de sentir a força de cisalhamento é parte do que nos ajuda a segurar um ovo com suavidade, mas com firmeza, entre o polegar e o indicador..

A pós-doutoranda Clementine Boutry e o aluno de mestrado Marc Negre lideraram o desenvolvimento dos sensores eletrônicos que imitam esse mecanismo humano. Cada sensor na ponta do dedo da luva robótica é feito de três camadas flexíveis que funcionam em conjunto. As camadas superior e inferior são eletricamente ativas. Os investigadores colocada uma grelha de linhas eléctricas em cada uma das duas superfícies opostas, como linhas em um campo, e voltou-se estas linhas perpendiculares uns aos outros para criar uma matriz densa de pequenos sensores de pixels. Eles também fizeram a camada inferior acidentado como o spinosum.

O isolador de borracha no meio simplesmente mantidas as camadas superior e inferior de eléctrodos separados. Mas que a separação era crítica, porque eletrodos que estão perto sem tocar pode armazenar energia elétrica. Como o dedo robótico pressionado, apertando os eletrodos superiores mais perto do fundo, a energia armazenada aumentou. As colinas e vales da camada inferior forneceram uma maneira de mapear a intensidade e a direção da pressão para pontos específicos nas grades perpendiculares, muito parecido com a pele humana.

Toque delicado

Para testar sua tecnologia, os pesquisadores colocaram seus sensores de três camadas nos dedos de uma luva de borracha, e coloque a luva em uma mão robótica. Eventualmente, o objetivo é incorporar sensores diretamente em uma cobertura semelhante à pele para mãos robóticas. Em um experimento, eles programaram a mão robótica com luvas para tocar suavemente uma baga sem danificá-la. Eles também programaram a mão enluvada para levantar e mover uma bola de pingue-pongue sem esmagá-la, usando o sensor para detectar a força de cisalhamento apropriada para agarrar a bola sem deixá-la cair.

Bao disse que, com a programação adequada, uma mão robótica usando a luva sensível ao toque atual poderia realizar uma tarefa repetitiva, como levantar ovos de uma esteira transportadora e colocá-los em caixas.. A tecnologia também pode ter aplicações em cirurgia assistida por robô, onde o controle de toque preciso é essencial. Mas o objetivo final de Bao é desenvolver uma versão avançada da luva que aplique automaticamente a quantidade certa de força para manusear um objeto com segurança sem programação prévia..

“Podemos programar uma mão robótica para tocar uma framboesa sem esmagá-la, mas estamos muito longe de poder tocar e detectar que é framboesa e permitir que o robô a pegue," ela disse.

Fonte: news.stanford.edu, por Tom Abate