Американцы разработали складную носимую роборуку

Американские инженеры разработали мягкий и складной роботизированный манипулятор, закрепляемый на поясе. Он приводится в движение с помощью надуваемых сегментов и способен помогать человеку в повседневной жизни, к примеру, держать предметы и тем самым освобождать руки. Авторы статьи выступят с докладом на конференции ICRA 2019.

Большинство разработчиков носимых роботизированных рук создают их для людей с потерянными конечностями или нарушениями двигательных функций. Но некоторые инженеры выбирают совершенно другой подход и предлагают применять такие устройства для расширения функций организма. К примеру, дополнительную руку предлагают использовать военным для повышения точности стрельбы, а некоторые инженеры даже предлагают использовать сразу две дополнительные руки, управлять которыми может удаленный оператор. Но все эти концепты имеют недостатки, мешающие их использованию. Например, зачастую их нельзя сложить и они занимают много места, а некоторые из них не имеют мотора или другого двигательного механизма.

Инженеры под руководством Панагиотиса Полигериноса (Panagiotis Polygerinos) из Университета штата Аризона разработали носимую мягкую складную роборуку с пневматическим механизмом движения. Принцип ее действия основан на расширении частей руки благодаря повышению давления в них. Роборука состоит из трех сегментов, расположенных последовательно, каждый из которых, в свою очередь, состоит из трех подсегментов, расположенных параллельно и образующих треугольник. Подсегменты состоят из множества герметичных полимерных карманов, подключенных к трубке и закрепленных на общей подложке. Движение роборуки основано на том, что при надувании карманов воздухом через трубку они расширяются и заставляют всю конструкцию изгибаться, потому что они закреплены на общем основании. Три подсегмента в каждом сегменте позволяет выбирать произвольное направление изгиба руки.

Одно из преимуществ роборуки перед аналогами заключается в том, что ее можно сложить и уменьшить в длину в два раза. Инженеры создали поясную сумку, из которой при надобности можно достать сложенный манипулятор и начать им пользоваться. Разработчики считают, что наиболее удобное применение роборуки — поддержка предметов. К примеру, они показали, как рука может держать рюкзак или футбольный мяч, в то время как руки человека остаются свободными.

Инженеры показали применимость манипулятора на практике, измерив его силовые характеристики. Полностью распрямленная и расположенная параллельно полу роборука оказалась способна поднимать предметы массой до килограмма, закрепленные на конце манипулятора. В случае, если она удерживает предмет над собой и прижимает его к телу, она способна поддерживать груз массой выше 11 килограммов. Авторы статьи отмечают, что это соответствует примерно десяти собственным массам роборуки.

Инженеры и ученые занимаются не только совершенствованием технической стороны подобных устройств, но и изучением их взаимодействия с человеком. В прошлом году японские исследователи экспериментально доказали, что люди способны одновременно управлять своими собственными руками и дополнительной роборукой, причем даже если они выполняют руками и манипулятором задачи разного типа.

Григорий Копиев