Embora a aprendizagem automática e a inteligência artificial permitam aos robôs adquirir mais competências e realizar mais tarefas, a falta de hardware adequado, fiável e acessível limitou a transferência destes ganhos da simulação para o mundo real.
Por exemplo, mãos robóticas que podem imitar mais de perto as mãos de um ser humano do que as pinças mais acessíveis usadas atualmente em laboratórios podem operar as mesmas ferramentas que as pessoas e realizar mais tarefas.
Os roboticistas da Escola de Ciência da Computação da Universidade Carnegie Mellon resolveram esse problema desenvolvendo uma mão robótica de baixo custo que supera suas contrapartes mais caras.
A mão de baixo custo, eficiente e antropomórfica (LEAP) custa menos de US$ 2.000 e pode ser montada em menos de quatro horas usando apenas uma impressora 3D e uma chave de fenda. (Veja o vídeo abaixo.)
Deepak Pathak, professor assistente do Instituto de Robótica cujo laboratório desenvolveu a mão, diz: “A manipulação hábil é um desafio de longa data na robótica.
“O LEAP Hand reduz significativamente o custo de realização de pesquisas em torno deste tópico e pode levar a grandes avanços que permitem aos robôs interagir com objetos nas casas, fábricas e armazéns das pessoas.
“Já demonstramos uma variedade de tarefas com o LEAP Hand de código aberto que os pesquisadores realizaram anteriormente com mãos que custavam de 10 a 100 vezes mais.”
O design inovador do LEAP Hand permite que ele se mova de uma forma que uma mão humana não consegue. Por exemplo, um ser humano pode flexionar os dedos para dentro e para fora quando a mão está aberta, mas não quando fechada em punho. Este mesmo movimento não é um desafio para o LEAP Hand graças a um motor localizado onde os dedos se unem à palma.
Este design cinemático exclusivo proporciona à LEAP Hand máxima destreza, independentemente da posição dos dedos. Seus dedos e polegar movem-se independentemente para cima e para baixo, para a esquerda e para a direita, e giram, permitindo-lhe completar tarefas difíceis.
Para que os robôs peguem talheres ou pratos, dobrem roupas, abram e fechem portas e gavetas, acionem interruptores, girem botões ou peguem uma bebida na geladeira, eles devem agarrar e manipular objetos com sucesso.
Os humanos usam as mãos – 27 ossos, 27 articulações, 34 músculos, mais de 100 ligamentos e tendões, inúmeros vasos sanguíneos e nervos e, claro, o cérebro – para realizar estas tarefas. LEAP Hand consiste em muito menos peças.
Os pesquisadores também lançaram um software de código aberto que permite ao LEAP Hand imitar os movimentos de uma mão humana durante testes teleoperados, bem como treinar o robô em simulação. Ele também pode realizar tarefas aprendidas em vídeos da Internet em sites como o YouTube e aplicar essas habilidades no mundo real.
Kenneth Shaw, estudante de doutorado em robótica, diz: “Projetamos esta mão para que qualquer pessoa interessada em pesquisa sobre manipulação robótica pudesse construir uma e usá-la em seus projetos.
“A LEAP Hand superou seus concorrentes por uma fração do custo.”
Os pesquisadores testaram a capacidade do LEAP Hand de agarrar objetos como lata de sopa, garrafa de mostarda, caneca, bola de beisebol, furadeira e panela. Eles fizeram com que ele realizasse tarefas de manipulação, como pegar brinquedos, abrir gavetas, empilhar copos e girar caixas.
Através de todos os testes, a LEAP Hand provou ser mais forte, mais durável e melhor em agarrar e manipular objetos do que mãos semelhantes, mas mais caras.
Os pesquisadores demonstraram pela primeira vez o LEAP Hand na Conferência Robotics: Science and Systems em julho passado, na Coréia. O interesse tem sido grande desde então, com pesquisadores de universidades e empresas de tecnologia grandes e pequenas construindo LEAP Hands para suas próprias aplicações e pesquisas em mãos robóticas.
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