Bárki megépítheti magának a Toyota buborékos gripperét

„A gripper tervrajzainak világgal való megosztásával bízunk benne, hogy barátaink és kollégáink tesztelhetik technológiánkat, illetve továbbfejleszthetik azt” – közölte Alex Alspach, a TRI robottapintási csapatának menedzsere és a buborék gripper vezető fejlesztője.

A Punyo projekt keretében kifejlesztett, teljes nevén Punyo lágy buborék gripper tervezésekor a megszokottól eltérő megközelítéssel éltek a mérnökök. A konvencionális gripperek merev szerkezetűek, a TRI levegővel töltött, elasztikus buborékdizájnja viszont lehetővé teszi a robotoknak, hogy nagyobb rugalmassággal és finomabban fogjanak meg, valamint tartsanak különböző tárgyakat.

A konstrukció visuotactile, azaz tapintáson és látáson alapuló érzékeléssel működik, lehetővé téve a gépnek, hogy formájuk alapján ismerjen fel tárgyakat, kövesse azok mozgását, elhelyezkedését a gripperben, továbbá érzékelje a megfogáskor ébredő erőket. Ez a képesség kritikus bizonyos alkalmazásokban, például a háztartási eszközök kezelésében, illetve különböző háztartási feladatok ellátásánál.

Bizonyított konstrukció

A Green Car Congress cikke szerint a buborék grippernek már számos hasznos tulajdonságát validálták laborban végzett tesztek során:

• A megbízható és önigazodó markolást a buborék alapanyagául szolgáló latex felhasználásával valósították meg. A „tapadós” textúrájából fakadóan tárgyak megragadására kiválóan alkalmas latexet olyan mértékben fújják fel, amivel optimalizálják a megmarkolt tárgy alakjához igazodását, ezáltal a markolás stabilitását.
• A buborék belsejében egy távolságmérő szenzor és egy hőkamera található, amikkel a robot érintés útján képes felismerni a tárgyakat. A tárgy fizikai tulajdonságairól érkező adatok alapján a gép egy másodperc alatt képes felismerni a megmarkolt tárgyat, valamint eldönteni, hogy mit csináljon vele. Ez a képesség nagy segítség az otthoni feladatok elvégzésében, mivel a robot általa tudja, hogy a tárgyak hogyan helyezkednek el a gripperben és mit kell tennie a feladat teljesítéséhez.
• A nyíró erők észlelésére a buborékok belső felszínén található pontok, a latex membrán alakváltozásával bekövetkező mozgását használja fel. Mikor egy külső erő a felemelt tárgyat el akarja mozdítani valamilyen irányba, a pontok mozgásának méréséből képes kikövetkeztetni az erő irányát és nagyságát. Ezáltal a robot például tudja, hogy az éppen lefele mozgatott pohár alja mikor találkozik az asztallappal, vagy hogy elengedheti-e már a valakinek átnyújtott tárgyat.
• A robotok többsége működése során nagyban támaszkodik kamerákra, ebből következik, hogy fényszegény környezetben működésük problémássá válik, amit tetéz, hogy az átlátszó, fényes és sötét objektumok kezelése szintén elég nehéz a robotok számára. A TRI fejlesztése azonban kiválóan működik rossz fényviszonyok között is, mert a felismerés és manipuláció műveletei a buborékokon belüli érzékelőkön alapul.
• A buborékos gripperrel felszerelt robot öntanulási képességgel is rendelkezik. A tradicionális számítógépes látásnál a robotot úgy tanítják meg az egyes objektumok felismerésére, hogy egymás után sokszor ismételve mutatnak neki képeket az adott tárgyról. A TRI mérnökeinek sikerült mellőzniük a rendkívül időigényes folyamatot azáltal, hogy egy tálat egy bizonyos tárgytípussal töltöttek meg, majd hagyták, hogy a robot saját maga rakosgassa azokat. A bármilyen tárgyal megismételhető megoldással nagymértékben csökkenthető a tanulási idő.
• A Punyo lágy buborék grippert úgy tervezték, hogy megépítése, működtetése, karbantartása és javítása olcsó legyen.