Bilo da hvatamo, držimo ili okrećemo, dodirujemo, tapkamo ili pritiskamo – u svakodnevnom životu koristimo šake za čitav niz zadataka. Ljudska šaka je pravo čudotvorno oruđe prirode. Šta bi moglo biti logičnije od opremanja robota u kolaborativnim radnim prostorima hvataljkom koja je izrađena po uzoru na prirodni model i koja pomoću veštačke inteligencije može naučiti da rešava čitav niz zadataka hvatanja i okretanja?
BionicSoftHand koristi metodu učenja potkrepljivanjem. To znači da se ruci umesto konkretne operacije koju mora oponašati zadaje samo cilj. Ona to pokušava postići metodom pokušaja i grešaka (Trial-and-Error). Na osnovu primljenih povratnih informacija – i pozitivnih i negativnih – postepeno optimizuje svoje postupke sve dok konačno uspešno ne reši zadatak.
Konkretno, ruka BionicSoftHand bi trebalo da okrene dvanaestostranu kocku tako da na kraju unapred određena strana bude okrenuta nagore. Strategija kretanja potrebna za to podučava se u virtualnom okruženju uz pomoć digitalnog blizanca koji se izrađuje na osnovu podataka iz kamere sa senzorom dubine i algoritama veštačke inteligencije.
Digitalni simulacioni model znatno ubrzava obuku, posebno ako se umnoži. U takozvanom masovnom paralelnom učenju, stečeno znanje deli se sa svim virtuelnim rukama, koje zatim nastavljaju rad sa novostečenim znanjem, što znači da svaku grešku učine samo jednom. Uspešne radnje odmah su dostupne svim modelima.
Nakon što je kontrolni sistem osposobljen za simulaciju, prenosi se na konkretnu ruku BionicSoftHand. Ona tada pomoću virtuelno naučene strategije kretanja može da okrene objekat na željenu stranu i da u budućnosti usmerava druge predmete. Jednom naučeni moduli i nove veštine mogu da se dele i sa drugim robotskim rukama i postanu globalno dostupni.
Za razliku od ljudske ruke, BionicSoftHand nema kosti. Ona svojim pokretima upravlja preko pneumatskih struktura meha u prstima. Kada se komore ispune vazduhom, prsti se savijaju. Ako su vazdušne komore prazne, prsti ostaju ispruženi. Palac i kažiprst dodatno su opremljeni okretnim modulom, što znači da se i ta dva prsta mogu pomerati u stranu. Zahvaljujući tome bionička robotska ruka ima ukupno dvanaest stepena slobode.
Mehovi u prstima obavijeni su posebnim 3D tekstilnim omotačem od elastičnih niti velike čvrstoće. Na taj način se pomoću tekstila može precizno odrediti na kojim tačkama se struktura širi i time razvija snagu, a gde je širenje sprečeno.
Da bi se smanjili troškovi povezivanja creva potrebnih za BionicSoftHand, konstruktori su posebno dizajnirali mali, digitalno kontrolisani ventilski blok koji je montiran neposredno ispod ruke. To znači da se creva za upravljanje prstima ne moraju provlačiti kroz celu robotsku ruku. Zahvaljujući tome, BionicSoftHand se može brzo i jednostavno povezati i pustiti u rad sa samo jednim crevom za dovod i jednim crevom za odvod vazduha. Proporcionalni piezo ventili omogućavaju preciznu regulaciju pokreta prstiju.
Njihova fleksibilna, pneumatska kinematika i upotreba elastičnih materijala i lakih komponenti razlikuju šaku BionicSoftHand od električnih ili kablovskih robotskih ruku i omogućavaju jeftinu proizvodnju. Zahvaljujući modularnoj strukturi, moguće su i varijante hvataljke sa tri ili četiri prsta.
U kombinaciji sa pneumatskim lakim robotima – kao što su BionicCobot ili BionicSoftArm – moguća je direktna i sigurna kolaboracija čoveka i robota. Oba robota su fleksibilna i radnici ih ne moraju štititi kao konvencionalne fabričke robote.
BionicSoftHand je stoga predodređen za primenu u kolaborativnim radnim prostorima fabrike sutrašnjice. Budući da fleksibilna robotska ruka može hvatati i snažno i nežno, može se koristiti kao pomoćna ruka u montaži i u servisnoj robotici.