Một Bàn Tay Robot Thông Minh và Đơn Giản

Nếu bạn muốn sống sót sau đại họa robot—như lời đùa của những người hâm mộ—đơn giản chỉ cần đóng cửa. Dù cho chúng xuất sắc ở những điểm (độ chính xác, tốc độ, sự nhất quán), robot vẫn không giỏi việc điều chỉnh cánh cửa, giữa những công việc cơ bản khác. Phần của vấn đề là chúng phải điều hướng trong một thế giới được xây dựng cho con người, được thiết kế cho đôi bàn tay như của chúng ta. Và đó là một trong những cấu trúc cơ khí phức tạp nhất trong tự nhiên.

Sự giúp đỡ cho các máy móc, tuy nhiên, đã hiện ra. Các nhà nghiên cứu tại Đại học Pisa và Viện Công nghệ Italia đã phát triển một bàn tay robot đơn giản mà độc đáo, được biết đến với tên gọi là SoftHand 2, vận hành chỉ với hai động cơ. So sánh với Bàn Tay Shadow Dexterous, có khả năng kỹ thuật quyến rũ, nhưng cũng có 20 động cơ. SoftHand hứa hẹn giúp robot nắm bắt với một phần nhỏ chi phí.

Như các bàn tay robot khác, SoftHand sử dụng “gân,” còn được gọi là cáp, để kéo các ngón tay. Nhưng cấu trúc của nó được sắp xếp một cách cơ bản khác biệt. Thay vì nhiều cáp chạy đến từng ngón tay, nó chỉ sử dụng một cáp chạy qua các máy đưa cáp ở mỗi ngón tay. Điều này làm giảm độ linh hoạt một chút, nhưng cũng giảm chi phí và sử dụng điện năng. Và điều đó là hoàn toàn ổn: Không có khái niệm là một kỹ thuật phù hợp với tất cả các bộ điều khiển robot. Bàn tay robot phức tạp hơn sẽ không thể tránh khỏi có địa vị của mình trong một số trường hợp sử dụng cụ thể, giống như SoftHand.

Để tạo ra bàn tay này, các nhà nghiên cứu ban đầu xây dựng một SoftHand đơn giản chỉ với một động cơ. “Ý tưởng là khi bạn xoay động cơ, chiều dài của gân giảm và theo cách này bạn buộc bàn tay đóng lại,” nói nhà nghiên cứu robot Cosimo Della Santina, người đã giúp phát triển hệ thống.

Thả ra gân và ngón tay một lần nữa mở ra thành một bàn tay phẳng, nhờ vào tính co giãn trong các khớp. Nó hoạt động tốt nếu bạn muốn, ví dụ như nắm một quả cầu. Nhưng vì ngón tay di chuyển hơn hoặc ít nhất là đồng bộ, nên không thể thực hiện sự điều chỉnh tốt.

Bằng cách thêm một động cơ nữa, SoftHand 2 nâng cao khả năng linh hoạt một cách đáng kể. Nhìn vào những hình ảnh ở trên. Mỗi đầu của gân—vẫn chạy qua tất cả các ngón tay—được gắn vào một trong hai động cơ ở cổ tay. Nếu bạn di chuyển các động cơ theo cùng một hướng, gân ngắn lại, và bạn có những cử chỉ ở hàng đầu: A, B, C, và D. Nguyên tắc giống như SoftHand ban đầu.

Nhưng chạy các động cơ theo hướng ngược lại, và một cái gì đó phức tạp hơn bung ra ở E, F, G, và H. Trong trường hợp này, một động cơ thả ra gân, trong khi động cơ khác quấn lại nó. “Nếu bạn có một sợi gân chạy qua nhiều máy đưa cáp, áp lực của sợi gân không đều,” Della Santina nói.

Nếu một động cơ đang kéo, áp lực ở đầu của sợi gân sẽ cao hơn. Nếu động cơ kia thả ra sợi gân, áp lực ở đầu đó sẽ thấp hơn. Bằng cách khai thác áp lực như thế này, SoftHand chỉ cần ít sợi gân hơn so với bàn tay robot thông thường, nhưng vẫn có thể làm cho tất cả những ngón tay đó đều nhấp nhô.

Nhìn vào GIF ở trên và bạn có thể thấy sự khác biệt mà một động cơ bổ sung mang lại. Đó là một động cơ trong bàn tay ở bên trái, và hai động cơ trong bàn tay ở bên phải. Phần trước có vẻ như làm mạnh mẽ, làm cho tất cả ngón tay xung quanh quả bóng. Phần sau, tuy nhiên, có thể nắm bóp quả bóng một cách có chủ đích hơn, nhờ vào sự khác biệt trong áp lực của sợi gân. Nguyên tắc tương tự dưới đây với tờ giấy bạc.

Với chỉ hai động cơ, SoftHand có thể thực hiện một loạt các động tác ấn tượng. Nó có thể duỗi ngón tay áp út để mở một hộp dụng cụ hoặc trượt một tờ giấy khỏi bàn. Thậm chí nó có thể mở nắp lọ. Tất cả đều với chi phí (tương đối) rẻ. Bởi vì nhiều động cơ = nhiều tiền.

“Đối với robot học và thực hiện những điều tuyệt vời, chúng ta cần những hệ thống giá rẻ, đáng tin cậy và phức tạp,” nói Lerrel Pinto, nhà nghiên cứu robot tại Đại học Carnegie Mellon, người làm việc về thao tác robot. “Tôi nghĩ bàn tay của họ đạt được sự cân bằng này,” ông thêm, nhưng thử nghiệm thực sự là liệu các nhà nghiên cứu khác có ứng dụng cho nó hay không. “Nó có thể được sử dụng để tự động học không? Nó có độ tin cậy và mạnh mẽ qua hàng nghìn lần nắm bắt không? Những câu hỏi này vẫn chưa có câu trả lời.”

Vậy nên SoftHand có triển vọng, nhưng các bộ điều khiển robot phức tạp hơn như Bàn Tay Shadow Dexterous vẫn còn nhiều điều để đóng góp. SoftHand có thể tốt cho các hành vi định kiểu, như mở nắp lọ, trong khi Shadow và những cơ cấu hoạt động nhiều hơn có thể thích ứng tốt hơn với các nhiệm vụ phức tạp hơn.

Nhưng cái bump nắm tay? Hãy để nó cho Softie cũ.

Những câu chuyện tuyệt vời khác của MYTOUR

• Làm thế nào để tận dụng tối đa các tính năng mới của Gmail
• Số điện thoại không được thiết kế để làm thẻ nhận dạng. Bây giờ chúng ta đều có rủi ro
• Bên trong năm chiến đấu vì quyền lực của Puerto Rico
• Lịch sử đầy bot của bộ truyện trẻ em xuất sắc nhất trên Netflix
• Cát siêu bí mật làm cho chiếc điện thoại của bạn trở nên có thể
• Đang tìm kiếm thêm? Đăng ký nhận bản tin hàng ngày của chúng tôi và đừng bao giờ bỏ lỡ những câu chuyện mới nhất và tuyệt vời nhất của chúng tôi