Робот-пианист сыграл несложные композиции c помощью необычной руки (+Видео)

Повторить сложные движения руки человека — непростая задача для технологических решений. Наряду с многочисленными костями и суставами у нас есть сухожилия, связки, мышцы, нервы и многое другое.

Исследователи из Кембриджского университета решили упростить дизайн и сократить программирование, необходимое для управления роботизированной рукой. Они представили мягкую роботизированную руку, с помощью которой роботы смогут играть на пианино!

Роботизированная рука была распечатана на 3D-принтере Stratasys Connex 5000 с использованием мягких и жестких материалов, которые копировали кости и связки на руке человека. Ее прикрепили к запястью манипулятора UR5, что позволило контролировать точность движений руки с помощью Python API.

«Наши тела состоят из умных механических конструкций, таких как кости, связки и кожа, которые помогают нам вести себя разумно даже без активного контроля со стороны мозга, — отметил руководитель проекта доктор Фумия Иида. — Используя современную технологию 3D-печати для создания мягких роботизированных рук, напоминающих руки человека, мы теперь можем исследовать важность проектирования на физическом уровне без активного контроля. Это невозможно сделать в случае с пианистами-людьми, поскольку наш мозг не может быть «выключен» как робот».

Ученые изучали постукивание одним пальцем, движение большого пальца и характер движений руки в целом. Для первой серии экспериментов было использовано четыре отдельных пальца для наблюдения за различными параметрами контроля. Исследование движений всей руки позволили изучить прыжки и резкие переходы по клавишам.

Чувствительные к силе резисторы на пианино передавали в реальном времени воспроизводимые данные в микроконтроллер Arduino для измерения поведения роботизированной руки и исполнения мелодии.

«Продуманная механическая конструкция позволила нам достичь максимальной дальности движения при минимальных затратах на управление. Мы хотели увидеть, как много движений нам удастся получить с помощью одной механики», — поделилась Джози Хьюз из команды ученых.

Существует много примеров и более продвинутых роботизированных рук. Данная разработка вряд ли выиграет конкурс по игре на пианино. Однако по словам исследователей это может привести к созданию роботов, способных к более естественным движениям при одновременном сокращении потребления энергии.

В будущем исследование может быть расширено по части изучения более сложных манипуляций. Ожидается что будут созданы роботы, которые будут использовать данный подход для выполнения медицинских задач или для работы с хрупкими предметами наравне с человеком.