Bilo da hvatamo, držimo ili okrećemo, dodirujemo, tipkamo ili pritišćemo – u svakodnevnom životu rabimo šake za čitav niz zadataka. Ljudska šaka pravo je čudotvorno oruđe prirode. Što bi moglo biti logičnije od opremanja robota u suradničkim radnim prostorima hvatalicom koja izrađena po uzoru na taj prirodni model i koja s pomoću umjetne inteligencije može naučiti rješavati čitav niz zadataka hvatanja i okretanja?
BionicSoftHand koristi metodu podržanog učenja, učenje potkrepljenjem. To znači da je ruci umjesto konkretne radnje koju mora oponašati samo zadan cilj. Ona to pokušava postići metodom pokušaja i pogreški. Na temelju primljenih povratnih informacija – i pozitivnih i negativnih – postupno optimira svoje postupke sve dok konačno uspješno ne riješi zadatak.
Ruka BionicSoftHand bi konkretno trebala okrenuti dvanaestostranu kocku tako da na kraju unaprijed određena strana bude okrenuta prema gore. Strategija kretanja potrebna za to poučava se u virtualnom okružju uz pomoć digitalnog blizanca koji se izrađuje s pomoću podataka iz kamere sa senzorom dubine i algoritama umjetne inteligencije.
Digitalni simulacijski model znatno ubrzava obuku, posebno ako ga se umnoži. U takozvanom masovnom paralelnom učenju stečeno znanje dijeli se sa svim virtualnim rukama, koje zatim nastavljaju rad s novostečenim znanjem, što znači da svaku pogrešku učine samo jedanput. Uspješne radnje odmah su dostupne svim modelima.
Nakon što je kontrolni sustav osposobljen za simulaciju, prenosi se na pravu ruku BionicSoftHand. Ona tada s pomoću virtualno naučene strategije kretanja može okrenuti objekt na željenu stranu te i u budućnosti usmjeravati druge predmete. Jednom naučeni moduli i nove vještine mogu se dijeliti i s drugim robotskim rukama te učiniti globalno dostupnima.
Za razliku od ljudske ruke, BionicSoftHand nema kosti. Ona svojim pokretima upravlja preko pneumatskih struktura mijeha u prstima. Kada se komore ispune zrakom, prsti se savijaju. Ako su zračne komore prazne, prsti ostaju ispruženi. Palac i kažiprst dodatno su opremljeni okretnim modulom, što znači da se i ta dva prsta mogu pomicati u stranu. Zahvaljujući tomu bionička robotska ruka ima ukupno dvanaest stupnjeva slobode.
Mjehovi u prstima obavijeni su posebnom 3D tekstilnim omotačem od elastičnih niti visoke čvrstoće. Tako s pomoću tekstila može precizno odrediti na kojim se točkama struktura širi i time razvija snagu, a gdje je širenje spriječeno.
Kako bi se smanjila količina rada povezanog s crijevima potrebnim za BionicSoftHand, programeri su posebno dizajnirali mali, digitalno kontrolirani terminal ventila koji je montiran izravno ispod ruke. To znači da se crijeva za upravljanje prstima ne moraju provlačiti kroz cijelu robotsku ruku. Zahvaljujući tomu BionicSoftHand se može brzo i jednostavno spojiti i pustiti u rad sa samo po jednim crijevom za dovod i odvod zraka. Proporcionalni piezoventili omogućuju preciznu regulaciju pokreta prstiju.
Njihova fleksibilna, pneumatska kinematika i upotreba elastičnih materijala te laganih komponenti razlikuju BionicSoftHand od električnih ili kabelskih robotskih ruku i omogućuju jeftinu proizvodnju. Zahvaljujući modularnoj strukturi, moguće su i varijante hvatalica s tri ili četiri prsta.
U kombinaciji s pneumatskim laganim robotima – kao što su BionicCobot ili BionicSoftArm – moguća je izravna i sigurna suradnja čovjeka i robota. Oba su robota fleksibilna i radnici ih ne moraju štititi kao konvencionalne tvorničke robote.
BionicSoftHand je stoga predodređen za primjenu u suradničkim radnim prostorima tvornica sutrašnjice. Budući da fleksibilna robotska ruka može hvatati i snažno i nježno, može se upotrebljavati kao pomoćna ruka u montaži te u servisnoj robotici.