طور العلماء يداً آلية ذات ثلاثة أصابع، تجمع أطراف أصابعها بين مادة ناعمة و”مسمار” صلب. يتيح لك هذا التصميم الإمساك بالأشياء بلطف وفتح الحاويات ورفع الأشياء المسطحة. يتم نشر نتائج البحث على الخادم arXiv. تُظهر التجارب المهام المنزلية والصناعية التي يمكن لهذه الأنظمة الآلية أن تؤديها.

نهج جديد للاستيلاء على العناصر

تستخدم معظم الروبوتات القياسية أصابع ناعمة الملمس على قاعدة صلبة. وينتج عن هذا طرف مربع، والذي يعمل بشكل جيد فقط تحت الأحمال المباشرة. وفي النموذج الجديد، تغلف مادة ناعمة “الهيكل العظمي” الداخلي للإصبع، ويتم ربط طبقة صلبة في الأعلى، لتشكل طرفًا بيضاويًا، يشبه الطرف البشري.

يوضح المهندس دونغ هو كانغ من جامعة تكساس في أوستن: “يتكيف الشكل المربع بشكل جيد فقط مع القوى الأمامية، ولكن تصميمنا يمكن أن يستجيب بمرونة للأحمال الالتوائية والجانبية”.

في البشر، تؤدي الأظافر الصلبة وظيفة مماثلة: فهي تقوي الأطراف الناعمة وتركز الضغط وتسمح بإمساك الأشياء بشكل أكثر دقة. تحل “الأظافر” الروبوتية نفس المشكلة – فهي تزيد من المرونة وقوة القبضة.

الاختبار في الممارسة العملية

اختبر الباحثون اليد بثلاثة أصابع -الإبهام والسبابة والوسطى- مع أو بدون أظافر. حاولت الأصابع الإمساك بالأشياء المسطحة، والأشياء ذات السطح المحدب، والأشياء المنحنية إلى الداخل. كانت الأطراف ذات المسامير تحمل الأشياء بشكل أكثر أمانًا وتتعامل مع الأشكال المنحنية، بينما بدونها، تتشوه الأصابع الناعمة بسهولة وتفقد الاستقرار.

وكانت اليد الظفرية أيضًا قادرة على سحب أوراق فردية من كومة، والتقاط العملات المعدنية والبطاقات من سطح مستو، وقلب البطاقات، وفتح أغطية الحاويات. كان أداء الأطراف الناعمة التي لا تحتوي على سطح صلب أسوأ في هذه المهام أو لم تتمكن من الإمساك بحواف الأشياء.

يقول كان: “تظهر هذه الاختبارات إمكانية التصميم للعمليات الدقيقة والحساسة المطلوبة في البيئات الصناعية والمنزلية”.

وفي الخطوة التالية، يخطط الباحثون لإنشاء ذراع آلية كاملة تعتمد على هذه التكنولوجيا.

ويجمع التصميم الجديد بين المرونة والدقة، وهو مستوحى من الأيدي البشرية. وهذا يفتح الفرص أمام الروبوتات القادرة على أداء عمليات معالجة معقدة لم تكن متاحة في السابق إلا للبشر. ووفقا لخان، يمكن استخدام مثل هذه التطورات في الخدمات اللوجستية والصيانة والروبوتات الطبية والتعامل مع الأشياء الهشة أو الصغيرة.