Dedos robóticos macios que podem apertar cuidadosamente sem sensores

Com um aperto breve, você sabe se um abacate, pêssego ou tomate está maduro. Isto é o que uma mão macia de robô também faz, por exemplo, durante a colheita automatizada. No entanto, até agora, essa pinça precisava de sensores nos seus “dedos” para determinar se a fruta estava suficientemente madura.

Shibo Zou e Bas Overvelde do AMOLF Soft Robotic Matter Group desenvolveram um método externo para medir a interação de robôs soft com seu ambiente que não requer sensores integrados. Além disso, a técnica pode ser facilmente aplicada a uma variedade de robôs flexíveis existentes. A pesquisa foi publicada em Comunicações da Natureza.

“Como podemos permitir que robôs leves sintam algo sem a necessidade de sensores integrados? Agora podemos fazer isso medindo a pressão externamente”, disse Bas Overvelde. Juntamente com o pesquisador Shibo Zou de seu grupo e pesquisadores da Universidade de Tecnologia de Eindhoven, ele desenvolveu um sistema para medir externamente como os dedos macios dos robôs respondem às interações com o ambiente.

Os pesquisadores fazem isso medindo a pressão do ar necessária para mover os dedos do robô. Isso ocorre porque os dedos agarram algo ao serem inflados como um balão. Se eles encontrarem algo durante o processo de agarrá-los, será necessária mais força para explodi-los, assim como será necessário mais esforço para encher um balão se você apertá-lo ao mesmo tempo. A quantidade de força extra necessária é algo que pode ser medida externamente, o que significa que não são mais necessários sensores nos dedos do robô.

Zou explica: “Efetivamente, usamos um balão, nosso sistema de medição, para encher outro balão, os dedos infláveis ​​do robô, enquanto eles seguram algo. Ao mesmo tempo, medimos quanta pressão isso requer. Isso nos diz algo sobre a superfície ou objeto que o robô macio está segurando. O sistema usa essas informações para determinar o que deve fazer a seguir.

Uma das pinças macias adaptadas pelos pesquisadores consegue colher tomates. O robô agarra um tomate com quatro dedos macios e depois o arranca girando-os. Ao medir a pressão durante o processo de preensão, o robô sabe se está segurando o tomate corretamente. O braço do robô também pode separar tomates. No caso de um tomate maduro demais, o sistema mede menos pressão do que um tomate maduro e, como resultado, coloca o tomate maduro demais de lado.

Amplamente aplicável

Todas essas decisões e ações são determinadas pelo regulador de pressão desenvolvido pelos pesquisadores. Graças a este dispositivo externo, os dedos não necessitam mais de sensores.

Overvelde diz: “Os sensores são duros e isso não é ideal para dedos macios de robôs. Além disso, para cada aplicação, é necessário desenvolver novos sensores que também devem ser adequados para uso em aplicações alimentícias ou médicas, por exemplo. Desenvolvemos um plugue -and-play (retrofit) e demonstrou que ele pode ser usado em uma ampla gama de robôs flexíveis sem a necessidade de muitos ajustes.”

Colher tomates é apenas uma aplicação. Por exemplo, em colaboração com investigadores como Aimée Sakes, da Universidade de Tecnologia de Delft, a equipa também demonstrou que o novo sistema pode ser usado para controlar externamente uma ventosa em miniatura utilizada num procedimento médico minimamente invasivo, como a endoscopia.

“Consequentemente, esta ventosa pode agora medir que tipo de tecido está a agarrar, o que resulta em menos danos nos tecidos”, diz Sakes.

Outros robôs leves aos quais o sistema de medição foi aplicado podem determinar as dimensões, forma ou rugosidade de um objeto.

Overvelde conclui: “O ponto forte do sistema é que ele pode ser facilmente aplicado a uma ampla gama de robôs leves. Agora, queremos desenvolver outros tipos de medições além da rigidez ou do tamanho, como o peso.”