Nova mão robótica de dois dedos aborda tarefas cotidianas de manipulação em experimentos do mundo real

Para auxiliar humanos de forma confiável com tarefas diárias em uma ampla gama de cenários do mundo real, os robôs devem ser capazes de manipular de forma eficaz e hábil diferentes tipos de objetos. O desenvolvimento de novas pinças robóticas de baixo custo ou outros sistemas artificiais semelhantes a mãos desempenha um papel fundamental em permitir a manipulação hábil de objetos em robôs.

Pesquisadores do Improbable AI Lab e do Instituto de Tecnologia de Massachusetts (MIT) projetaram recentemente uma nova garra robótica de dois dedos, projetada para lidar com tarefas diárias de manipulação de forma mais eficaz.

O sistema robótico proposto, apresentado em um artigo no servidor de pré-impressão arXiv e para ser incluído nos procedimentos do IEEE ICRA 2024, pode pegar com sucesso objetos com diferentes formas e texturas, posteriormente colocando-os em locais específicos.

“Nós fornecemos os requisitos mecânicos e dinâmicos para um dedo robótico capaz de executar 30 tarefas cotidianas diversas”, escreveram Rubén Castro Ornelas, Tomás Cantú e seus colegas em seu artigo. “Para atender a esses requisitos, apresentamos um design de dedo baseado em atuação elástica em série que chamamos de dedo cotidiano. Nosso foco é tornar os dedos o mais compactos possível, ao mesmo tempo em que alcançamos o desempenho desejado.”

A pinça robótica projetada pelos pesquisadores é composta por uma estrutura com dois dedos robóticos projetando-se dela. Esses dois dedos lembram dedos humanos tanto em tamanho quanto em forma, o que lhes permite dobrar e agarrar firmemente objetos.

Os dedos semelhantes aos humanos da equipe foram projetados para lidar com tarefas cotidianas simples, como pegar objetos e colocá-los em um local precisamente definido, em oposição a tarefas manuais mais complexas e avançadas. Embora a equipe tenha criado inicialmente uma pinça com 2 graus de liberdade (DoF) usando apenas dois de seus dedos robóticos, no futuro eles esperam criar pinças com mais dedos.

“Nosso dedo tem apenas 2 DOF”, escreveram os pesquisadores. “Com um 3º DOF, o tamanho da palma aumentaria. Seria difícil encaixar cinco dedos em uma mão em uma iteração futura, mas uma mão de três e talvez quatro dedos ainda é possível. Para fazer uma mão completa de cinco dedos, podemos ter que esperar que atuadores mais densos em torque fiquem disponíveis”

Para avaliar o desempenho de sua pinça de dois dedos, eles a testaram em uma série de experimentos do mundo real. Esses experimentos avaliaram a velocidade e a conformidade de seu sistema, bem como a força que ele aplicava a objetos ao completar três tarefas básicas de “pegar e colocar”.

“Avaliamos dedos cotidianos construindo uma mão robótica de dois dedos que foi testada em vários parâmetros de desempenho e tarefas, como pegar e colocar pratos em um suporte, pegar objetos finos e planos, como papel, e objetos delicados, como morangos”, escreveram Ornelas, Cantú e seus colegas.

Em experimentos do mundo real, a pinça de dois dedos dos pesquisadores teve um desempenho notavelmente bom, lidando com todas as três tarefas básicas em que foram testadas com sucesso. Embora sejam tarefas muito básicas, elas refletem atividades nas quais os humanos se envolvem diariamente.

Os resultados promissores reunidos nos testes iniciais destacam, portanto, a promessa do gripper para o desenvolvimento de robôs domésticos básicos. No futuro, os pesquisadores poderão melhorar ainda mais o design do seu gripper e avaliar seu desempenho em uma gama mais ampla de tarefas diárias.

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