Ať už uchopujeme, držíme nebo otáčíme, hmatáme, dotýkáme se něčeho nebo tiskneme tlačítka – v každodenním životě používáme ruce jako samozřejmost. Lidská ruka je opravdovým zázračným nástrojem přírody. Je tedy logické, že chceme roboty ve společných pracovních prostorech vybavit chapadlem, které je vytvořeno podle tohoto přírodního vzoru a které se může pomocí umělé inteligence učit řešit nejrůznější úkoly úchopu a otáčení.
BionicSoftHand používá metodu Reinforcement Learning, učení posilováním. To znamená: místo konkrétní akce, kterou musí napodobit, dostane ruka informaci pouze o cíli. Snaží se toho dosáhnout pokusem a omylem. Podle zpětné vazby – pozitivní i negativní – postupně optimalizuje své akce, až nakonec úspěšně vyřeší daný úkol.
Konkrétně by BionicSoftHand měla otočit dvanáctistěnem (pravidelný dodecahedron) tak, aby předem určená stěna směřovala vzhůru. Potřebná strategie pohybů se učí ve virtuálním prostředí pomocí digitálního dvojčete, které je vytvořeno pomocí dat z hloubkové kamery a algoritmů umělé inteligence.
Digitální simulační model značně urychluje učení, zvláště když se vše opakuje. Díky takzvanému masivnímu paralelnímu učení jsou získané znalosti sdíleny se všema virtuálníma rukama, které poté pokračují v práci s novou úrovní znalostí: tak se každá chyba opakuje jen jednou. Úspěšné akce jsou okamžitě k dispozici všem modelům.
Poté, co řízení vycvičíte při simulaci, přenesou se na skutečnou BionicSoftHand. Díky prakticky naučené pohybové strategii lze dvanáctistěn otočit na požadovanou stranu a v budoucnu orientovat také další objekty. Jednou naučené znalostní moduly a nové dovednosti lze sdílet s ostatníma robotickýma rukama a globálně je zpřístupnit.
Na rozdíl od lidské ruky nemá BionicSoftHand žádné kosti. Ovládá pohyby pomocí pneumatických měchových struktur v prstech. Jsou-li komory plněny vzduchem, prsty se ohýbají. Jsou-li vzduchové komory prázdné, prsty zůstanou napřímené. Palec a ukazováček jsou navíc vybaveny kyvným modulem, což znamená, že tyto dva prsty lze také přetáčet do strany. To dává bionické robotické ruce celkem dvanáct stupňů volnosti.
Měchy v prstech jsou uzavřeny ve speciálním 3D textilním obalu, který je upleten z elastických i velmi pevných vláken. To znamená, že lze pomocí textilu přesně určit, ve kterých bodech se struktura roztahuje a tím vyvíjí sílu a kde se brání roztahování.
Vývojáři chtěli, aby byla námaha se zapojením hadic BionicSoftHand co nemenší, takže vyvinuli kompaktní, digitálně regulovaný ventilový terminál, který je umístěn přímo pod rukou. To znamená, že hadice pro ovládání prstů není nutné protahovat celým ramenem robota. BionicSoftHand lze tedy rychle a snadno připojit a uvést do provozu pouze se dvěma hadicemi pro přívod vzduchu a odvětrání. S použitými proporcionálními piezoventily lze pohyby prstů přesně regulovat.
Přizpůsobivá pneumatická kinematika a použití elastických materiálů a lehkých komponentů odlišují BionicSoftHand od rukou robota ovládaného elektricky nebo bowdeny a umožňují levnou výrobu. Díky modulární konstrukci jsou také možné varianty chapadla se třemi nebo čtyřmi prsty.
V kombinaci s pneumatickými lehkými roboty – jako je BionicCobot nebo BionicSoftArm – je možná přímá a bezpečná spolupráce člověka a robota. Oba roboti jsou ze své podstaty ohební a lidé v jejich blízkosti nemusí být chráněni jako u konvenčních továrních robotů.
BionicSoftHand je proto předurčena pro aplikace v pracovním prostoru společně s lidmi v továrně zítřka. Vzhledem k tomu, že přizpůsobivá robotická ruka může uchopit silně i citlivě, lze ji použít jako pomocnou třetí ruku při montáži i v servisní robotice.