Robot met twee armen gooit en vangt ballen met mensachtige bewegingen
„Het manipuleren van voorwerpen is vanaf het begin een uitdaging geweest binnen de robotica”, vertelt Andrew S. Morgan, hoofdauteur van het onderzoek, aan Tech Xplore. Volgens hem is op dit gebied minder vooruitgang geboekt dan bijvoorbeeld bij voortbeweging en beeldherkenning. De onderzoekers wilden daarom nagaan hoe een robot kan worden gebouwd waarvan de massa en de krachten die de bewegingen aandrijven vergelijkbaar zijn met die van een mens.
AthenaZero bestaat uit een centraal lichaam, twee robotarmen met handen, motoren en tandwielen. De onderdelen van de armen zijn stevig, maar de gewrichten kunnen meegeven wanneer er externe krachten op worden uitgeoefend. Daardoor kan de robot zijn bewegingen gecontroleerd aanpassen wanneer hij contact maakt met een voorwerp of oppervlak.
Dankzij deze constructie kan het systeem beter reageren op krachten uit de omgeving dan veel traditionele industriële robots. Dat maakt snellere en soepelere bewegingen mogelijk en vergroot het aantal handelingen dat de robot kan uitvoeren.
Traditionele robots, zoals die in fabrieken en op vrachtschepen worden gebruikt, zijn doorgaans sterk en stijf. Dat is handig wanneer grote voorwerpen moeten worden opgetild of bewegingen uiterst nauwkeurig moeten worden uitgevoerd. Tegelijkertijd zijn zulke robots minder geschikt voor voorzichtige interacties met hun omgeving en kunnen ze gevaarlijk zijn voor mensen die in de buurt werken.
AthenaZero is ontworpen om met uiteenlopende krachten om te gaan. De robot kan voorzichtig bewegen wanneer dat nodig is, maar ook krachtig optreden, vergelijkbaar met een mens.
Honkbal als test
De onderzoekers gebruikten verschillende handelingen uit het honkbal om de mogelijkheden van AthenaZero te testen. Deze sport vereist snelle, gecoördineerde bewegingen en soms het gelijktijdige gebruik van beide handen.
Het gooien en vangen van een bal stelt hoge eisen aan de besturing. De robot moet niet alleen de juiste beweging uitvoeren, maar ook rekening houden met de snelheid en de baan van de bal. Bij het vangen moet hij bovendien voldoende meegeven om de impact op te vangen.
Volgens Morgan onderscheiden de speciaal ontwikkelde aandrijvingen AthenaZero van commercieel verkrijgbare robots. Ze bepalen mede hoe de robot op krachten reageert en maken het mogelijk om bewegingen gecontroleerder uit te voeren.
De eerste tests laten zien dat AthenaZero gecoördineerde en snelle armbewegingen kan uitvoeren. De onderzoekers willen het systeem verder ontwikkelen en testen met uiteenlopende voorwerpen en handelingen.
Het onderzoek moet ook bijdragen aan een beter inzicht in de manier waarop robotarmen moeten worden ontworpen om op een gecontroleerde en voorzichtige manier contact te maken met hun omgeving.
Volgens Morgan hebben verbeteringen in elektromotoren en rekenkracht de afgelopen tien jaar nieuwe mogelijkheden gecreëerd. AthenaZero is een eerste demonstratie van een ontwerpbenadering waarbij de bewegingsinertie van de robot zo laag mogelijk wordt gehouden. De eerste resultaten zijn volgens de onderzoekers veelbelovend.
Geen opmerkingen: