Najmenší 20{1}}stupeň{2}}slobody na svete Šikovná ruka, vyvinutá čínskou spoločnosťou Encos

Najmenšia šikovná ruka na svete s 20-stupňom{2}}slobody, vyvinutá čínskou spoločnosťou Encos

Spoločnosť so sídlom v Nanjingu- dosiahla vo svojom produkte dokonalú rovnováhu medzi veľkosťou a stupňami voľnosti a prelomila „nemožný trojuholník“ výkonu-stupňov voľnosti-objemu. Táto šikovná ruka s názvom EC-DexHand-5F sa môže pochváliť nielen 20 aktívnymi stupňami voľnosti, ale predstavuje aj najmenší model, ktorý je momentálne dostupný na trhu!

Tento produkt úspešne debutoval na konferencii Humanoid Robotics and Embodied Intelligence Industry Conference 2025, ktorá sa konala v Pekingu 15. apríla.

Najmenšia šikovná ruka s 20-stupňom-slobody:

Technológia šikovných rúk predstavuje značné výzvy, pričom mnohé priemyselné tvrdenia sú často prehnané. Podľa Robot Lecture Hall mnohí výrobcovia predávajú svoje produkty ako „20 stupňov voľnosti“ alebo „16+ stupňov voľnosti“, ale zvyčajne uvádzajú „12 aktívnych stupňov voľnosti“. Takéto produkty sa vo všeobecnosti snažia získať uznanie zo strany zámorských podnikov a univerzitných laboratórií.

Dôvod spočíva v strojárstve, kde stupne voľnosti primárne odkazujú na počet nezávislých pohybových parametrov potrebných na to, aby mechanizmus dosiahol špecifický pohyb. Väčšina takzvaných -20{4}} šikovných rúk na trhu v zásade nespĺňa tento štandard, pričom ich skutočné stupne voľnosti sú obmedzené na špecifikované aktívne stupne. V dôsledku toho, keď juhokórejská robotická spoločnosť Tesollo uviedla na trh svoj päťprstý humanoidný uchopovač Delto Gripper-5 Finger (DG-5F) vo februári tohto roku, bol propagovaný ako najmenší produkt na svete so skutočnými 20 nezávislými stupňami voľnosti.

V porovnaní s DG-5F od Tesollo sa novo uvedený EC-DexHand-5F od spoločnosti Inks vyznačuje nielen menšou veľkosťou – jeho objem je identický s objemom ruky dospelého muža – ale tiež vykazuje rozloženie slobody, ktoré je bližšie k ľudskej ruke. Tento dizajn uľahčuje ovládanie šikovnej ruky na diaľku pri zbere dát využitím iných zariadení na monitorovanie stavu ľudskej ruky.

Technicky vzaté, robotické šikovné ruky sú oveľa zložitejšie ako iné robotické komponenty a dosiahnutie väčšieho stupňa voľnosti na menšej ploche nie je jednoduché. V dizajne hardvéru vyžaduje miniaturizácia stupňov voľnosti každého spoja vyváženie kompaktnosti a štrukturálnej integrity. Napríklad bionické prsty sa musia prispôsobiť pohonným jednotkám, prevodovým mechanizmom a snímačom pri zachovaní rovnováhy medzi výstupnou silou a rýchlosťou odozvy. Výber materiálu pre exteriér musí tiež vyvážiť ľahkú konštrukciu s odolnosťou, prispôsobivosťou a tuhosťou.

Softvérové ​​algoritmy čelia ešte väčším výzvam. Riešenie-rovníc v reálnom čase pre šikovné ruky s vysokým-stupňom{3}}slobody-sa zahŕňa veľmi nadbytočné problémy matematickej optimalizácie, ktoré si vyžadujú rýchle realizovateľné riešenia pomocou metód, ako je pseudoinverzia Jacobiánskej matice alebo neurónové siete. Napríklad pri operáciách koordinovaných viacerými prstami je potrebné dynamické plánovanie krútiacich momentov kĺbov, aby sa predišlo vlastnej kolízii{7}}pri prispôsobovaní sa rôznym tvarom a hmotnostiam objektov,-ktoré si vyžadujú extrémne vysoké výpočtové zdroje v reálnom čase-. Okrem toho, riadenie impedancie vyžaduje presné modelovanie parametrov tuhosti prostredia a tlmenia, pričom zachovanie stability pri dynamických poruchách zostáva významnou výzvou.

Prístup atramentov sa vymyká konvenčným štruktúram implementáciou inovatívneho riešenia miniaturizovaných spojov na EC-DexHand-5F. Každý aktívny kĺb prsta je navrhnutý ako nezávislá modulárna jednotka, integrujúca motor, redukciu a ovládač. Tento dizajn-rozmiestneného ovládania pohonu umožňuje šikovnú ruku skladať a rozoberať s flexibilitou stavebných blokov. Vyhýba sa zložitým viackĺbovým prevodovým reťaziam, ktoré sa vyskytujú v tradičných konštrukciách, ako sú do seba zapadajúce výstuhy alebo spojené ozubené kolesá, čím sa znižuje celková mechanická zložitosť.

Dá sa predvídať, že EC-DexHand-5F bude poskytovať vynikajúci výkon z hľadiska životnosti a spoľahlivosti vďaka modulárnym spojom a dizajnu redundantného chladenia. Atramenty odhalili, že spoločnosť naplánovala záťažové testy životnosti pre typické priemyselné a medicínske scenáre, pričom komplexná správa o overení spoľahlivosti by mala byť zverejnená v roku 2025. Táto správa poskytne používateľom v rôznych oblastiach kvantifikovateľné výberové kritériá. Aj keď údaje o konečnej životnosti vyžadujú overenie prostredníctvom testovania v reálnom svete na základe laboratórnych testov zrýchleného starnutia a historickej výkonnosti porovnateľných modulov, od produktu Inks sa tiež očakáva pôsobivá odolnosť.