Независимо дали хващаме, държим или въртим, докосваме, потупваме или натискаме - в ежедневието си използваме ръцете си за най-различни задачи. Човешката ръка е истинско чудо на природата. Какво по-очевидно от това да се оборудват роботите в съвместни работни пространства с хващач, който е моделиран по този естествен пример за подражание и може да се научи да решава най-различни задачи за захващане и завъртане чрез изкуствен интелект?
BionicSoftHand използва метода на обучение с утвърждение. Това означава, че вместо конкретно действие, което трябва да имитира, ръката просто получава цел. Опитва се да постигне това чрез опити и грешки. Въз основа на получената обратна връзка - както положителна, така и отрицателна - тя постепенно оптимизира действията си, докато накрая успешно реши поставената задача.
По-конкретно, BionicSoftHand трябва да завърти куб с дванадесет страни по такъв начин, че накрая нагоре да сочи предварително определена страна. Необходимата стратегия за движение се научава във виртуална среда с помощта на цифров близнак, създаден с помощта на данни от камера за дълбочина и алгоритми за изкуствен интелект.
Цифровият симулационен модел ускорява значително обучението, особено ако го умножите. При т.нар. масивно паралелно обучение придобитите знания се споделят с всички виртуални ръце, които след това продължават да работят с новото ниво на знания: Така всяка грешка се допуска само веднъж. Успешните действия са незабавно достъпни за всички модели.
След като управлението бъде обучено в симулацията, то се прехвърля на реалната BionicSoftHand. С помощта на виртуално научената стратегия за движение тя може да завърти куба на желаната страна и да ориентира други обекти по подходящ начин в бъдеще. По този начин, след като бъдат усвоени, модулите със знания и новите умения могат да бъдат споделени с други роботизирани ръце и да станат достъпни в световен мащаб.
За разлика от човешката ръка, BionicSoftHand няма кости. Тя контролира движенията си чрез пневматичните силфони структури в пръстите си. Когато камерите се напълнят с въздух, пръстите се свиват. Когато въздушните камери са празни, пръстите остават опънати. Палецът и показалецът са допълнително оборудвани с въртящ се модул, който позволява тези два пръста да се движат настрани. Това дава на бионичната роботизирана ръка общо дванадесет степени на свобода.
Силфоните в пръстите са затворени в специална 3D текстилна обвивка, изплетена от еластични и високоякостни нишки. Това означава, че текстилът може да се използва, за да се определи къде точно структурата се разширява и по този начин развива сила и къде е възпрепятствана да се разширява.
За да се намали максимално усилието за полагането на маркучите на BionicSoftHand, разработчиците специално са проектирали малък вентилен остров с цифрово управление, който е поставен непосредствено под ръката. Това означава, че не е необходимо маркучите за управление на пръстите да се изтеглят през цялата ръка на робота. Това означава, че BionicSoftHand може да бъде свързана и пусната в експлоатация бързо и лесно само с по един шлаух за приходящ и изходящ въздух. С използваните пропорционални пиезовентили движенията на пръстите могат да се контролират прецизно.
Гъвкавата му пневматична кинематика и използването на еластични материали и леки компоненти отличават BionicSoftHand от електрическите или кабелните роботизирани ръце и правят възможно евтиното производство. Благодарение на модулната им конструкция са възможни и варианти на хващачи с три или четири пръста.
В комбинация с пневматични роботи с лека конструкция - като например BionicCobot или BionicSoftArm - е възможно пряко и безопасно сътрудничество в смисъла на сътрудничество между човек и робот. И двата робота са съвместими по своята същност и не е необходимо да бъдат предпазвани от работника, както обикновените фабрични роботи.
По този начин BionicSoftHand е предопределена за приложения в съвместните работни пространства на утрешната фабрика. Тъй като гъвкавата роботизирана ръка може да хваща както силно, така и чувствително, използването ѝ като помощна трета ръка при монтаж е също толкова възможно, колкото и при сервизната роботика.