O braço robótico com garras macios ajuda as pessoas com deficiência a fazer pizza e mais

Para os milhões de americanos que vivem com uma questão de mobilidade, fazer uma pizza pode ser muito mais desafiador do que apenas escolher entre pepperoni ou salsicha. Agora, os pesquisadores da Virginia Tech desenvolveram um braço robótico com novas garras assistivas que podem ajudar aqueles com deficiência a realizar tarefas diárias complexas, incluindo a construção de uma pizza.

Os resultados da pesquisa, que podem aumentar a independência de pessoas com mobilidade limitada, foram publicadas em Robótica suave.

Criando novas ferramentas que podem imitar os movimentos dos usuários humanos é o trabalho de Dylan Losey e Michael Bartlett, ambos professores associados de engenharia mecânica. “Nossa filosofia é que, se você fornecer a alguém um robô que pode ajudá -lo, ele precisa ter uma conexão com a maneira como uma pessoa executa a mesma tarefa”, disse Losey.

“Isso torna as ações do robô mais uma extensão dos movimentos naturais de uma pessoa. Não basta apenas criar sistemas robóticos funcionais, os sistemas precisam ser amigáveis e intuitivos”.

Com mais de US $ 600.000 em financiamento e com a ajuda de pesquisadores de pós -graduação como Maya Keely e Yeunhe Kim, a equipe criou uma garra que pode pegar e mover objetos que variam de tamanho de um grão de areia a um jarro pesado de água e tudo mais – incluindo os ingredientes para uma pizzas.

Sobremesa primeiro

A robótica pode aumentar a independência de pessoas com deficiência, ajudando -as com tarefas diárias, mas os robôs geralmente lutam para acompanhar a variedade de tarefas que estão sendo solicitadas a executar, especialmente quando se trata de fazer o jantar. Os itens alimentares são diversos, com tamanhos, formas e texturas diferentes, portanto, o mesmo robô capaz de abrir um pote de molho, por exemplo, pode lutar ao borrifar queijo ralado. Como você ensina a um robô a diferença entre uma banana e uma garrafa de ketchup?

Em seu trabalho recente, a equipe programou o robô para receber comandos de um joystick semelhante aos usados ao jogar um videogame. Usando a inteligência artificial (IA), o robô começou a interpretar os comandos para decifrar o que o humano estava tentando fazer e depois usou esses dados para ajudar a concluir o restante da tarefa.

A equipe decidiu começar com algo divertido: usando uma mão robótica do laboratório de Losey para construir um sundae de sorvete.

A primeira tentativa não correu bem.

“Uma das razões pelas quais foi difícil é que tradicionalmente os robôs beliscam coisas”, disse Losey. “Isso funciona muito bem quando você tem algo como uma garrafa de xarope, mas quando você tem coisas menores como sprinkles ou marshmallows, não é tão fácil apenas espremer tudo e esperar o melhor”.

Parte do problema era o material da garra robótica. Quando uma garra é feita de materiais puramente macios, ele pode atrapalhar objetos irregulares ou pesados. Quando a garra é feita de materiais mais rígidos, geralmente não pode entender pequenos itens ou grupos de itens.

A equipe de Losey e Bartlett decidiu construir uma combinação dos dois: robótica rígida que usava uma garra macia em seu ponto de contato. Aproveitando o trabalho de Bartlett em materiais suaves e adesivos com propriedades únicas, a equipe implementou algo chamado adesivos comutáveis, que “podem ser fortes e adesivos para pegar as coisas, mas também podem ser prontamente desligadas para liberar o objeto”, disse Bartlett.

A equipe criou uma ponta de dedo suave e semelhante a uma bolha para a mão robótica que esvazia um pouco quando faz contato com um objeto, criando um vínculo adesivo. Adicionar um pouco mais de ar libera o vínculo. Com adesivos comutáveis no lugar, o robô criou com sucesso um sundae de sorvete, granulado e tudo.

Pizza é sempre a melhor resposta

Em seguida, no menu: Pizza.

“Ter o braço do robô e a pinça colaborar com uma pessoa para montar uma pizza realmente desafiou todos os aspectos do nosso sistema”, disse Bartlett. “As pizzas têm crosta e queijo, que são tamanhos diferentes. Eles também têm molho e coberturas, que são texturas diferentes. A pizza também é um bom estudo de caso, porque todo mundo quer coberturas diferentes em sua própria pizza, o que a torna muito pessoal. Isso significa que o humano e o robô precisarão coordenar para que o robô seja que o robô seja a ponteira.

Usando a entrada de uma humana, a mão robótica pegou a pizza, um metal duro. Em seguida, espalhou a massa da crosta de pizza, um material macio. Em seguida, veio molho, pepperoni, pimentão, azeitonas e queijo. As pontas dos dedos adesivas fizeram seu trabalho, e o robô fez uma pizza com sucesso.

Essa conquista culinária ressalta o coração da concessão da National Science Foundation: a tecnologia robótica fundamentalmente avançada, para que as pessoas que vivem com deficiência possam realizar uma gama mais ampla de tarefas.

“A longo prazo, gostaríamos de criar robôs que poderiam pegar qualquer tipo de objeto”, disse Losey. “Eles podem ser macios, rígidos, grandes, pequenos ou feitos de diferentes tipos de texturas. Se você é alguém que precisa de um robô para ajudá-lo em suas tarefas diárias, seria ótimo se esse robô pudesse ajudá-lo a fazer almoçar ou montar aquela sunda que você queria”.