
Ottenere il grado di mobilità di una mano umana è un'impresa che da anni tiene impegnati gli sviluppatori di robot. La nostra mano è un vero e proprio gioiello di destrezza: nel corso di milioni di anni, si è evoluta per consentirci di manipolare oggetti minuti con una precisione che non ha eguali nel regno animale.
Replicare la destrezza di una mano umana potrebbe essere un risultato incredibile per la robotica. Ed è proprio l'obiettivo che si sono fissati Nicholas Thayer e Shashank Priya, della Virginia Tech.
Thayer e Priya hanno realizzato DART (dexterous anthropomorphic robotic typing hand), una mano robotica che rappresenta probabilmente il migliore prototipo in circolazione in quanto a destrezza.
La mano è stata specificamente progettata per manipolare oggetti con precisione, e per eseguire azioni come scrivere su una tastiera. Consiglio di vedere il video della mano seguendo questo collegamento.
Se l'essere umano medio è in grado di scrivere circa 33 parole per minuto tramite una tastiera, una sola mano DART è capace di battere 20 parole al minuto. Secondo i ricercatori, l'utilizzo di due mani robotiche potrebbe abbattere la barriera delle 30 parole, e superare la velocità media di battitura di un essere umano.
Come si progetta una mano così avanzata? Studiando a fondo la struttura della mano umana, inclusa la struttura muscolo scheletrica, grado di movimento e forze in gioco. Cosa non semplice se consideriamo che una mano è dotata di circa 40 muscoli e almeno 27 ossa, il cui lavoro congiunto permette un grado di mobilità estremamente elevato.
La mano robotica è stata realizzata imitando quella umana, e si muove sfruttando 19 diversi motori. "L'importante nel nostro lavoro è l'ottimizzazione del design per ridurre il numero di motori, in modo tale da ottenere lo stesso grado di mobilità della mano umana" spiega Priya. "Questo ci ha consentito di ottenere dimensioni simili a quelle della mano umana. Siamo stati anche in grado di programmare la mano in modo tale da poter ottenere un'elevata efficienza nella battitura".
Ogni dito della mano robotica è controllato singolarmente da un software, a differenza della mano umana, in cui i muscoli sono spesso connessi tramite tendini il cui movimento fa spostare più di un solo dito.
La mano robotica può essere controllata tramite testo scritto da una tastiera o un software di riconoscimento vocale. Durante la battitura, il software di controllo verifica che la mano abbia scritto correttamente tutte le lettere; in caso contrario, fa premere il tasto di cancellazione del testo e riprende la battitura.
In futuro, la mano robotica sarà fornita di sensori di temperatura, tattili e di tensione, per ottenere ancora più controllo sui movimenti, e sarà ricoperta da pelle sintetica che simulerà quella umana. "Abbiamo già effettuati test di presa. Nella forma attuale, la mano non è ottimizzata per afferrare qualcosa, ma nella prossima versione ci saranno abbastanza sensori da fornire un feedback in grado di controllare la presa".
Lo scopo ultimo è quello di realizzare un robot in grado di assistere anziani e persone disabili svolgendo azioni come afferrare oggetti, scrivere su una tastiera o movimenti di precisione.
Robotic hand nearly identical to a human one (w/ Video)