Незалежно від того, стискаємо, тримаємо чи повертаємо, торкаємося чи натискаємо — у повсякденному житті ми використовуємо свої руки як щось саме собою зрозуміле для різноманітних завдань. Рука людини — справжній чудо-інструмент природи. Що може бути очевиднішим, ніж оснащення роботів у спільних робочих просторах захватом, який базується на цій природній моделі і може навчитися вирішувати різноманітні завдання захоплення й повороту за допомогою штучного інтелекту?
BionicSoftHand використовує метод навчання з підкріпленням, навчання через підкріплення. Це означає: замість конкретної дії, яку вона має наслідувати, руці дається лише мета. Вона намагається досягти цього шляхом проб і помилок. На основі зворотного зв'язку, які отримує рука — як позитивного, так і негативного, — вона поступово оптимізує свої дії, поки нарешті успішно не вирішує завдання.
Наприклад, BionicSoftHand має повернути дванадцятисторонній куб таким чином, щоб у кінці попередньо визначена сторона була спрямована вгору. Необхідна стратегія руху викладається у віртуальному середовищі за допомогою цифрового двійника, який створюється за допомогою даних камери та алгоритмів штучного інтелекту.
Цифрова імітаційна модель значно пришвидшує ейективність навчання, особливо при повторенні. Завдяки так званому масивному паралельному навчанню отримані знання передаються всім віртуальним рукам, які потім продовжують працювати з новим рівнем знань: кожна помилка робиться лише один раз. Успішні дії відразу доступні для всіх моделей.
Після того, як навчання пройшло в симуляції, результати передаються до реальної BionicSoftHand. З віртуальною стратегією пересування вона може повернути куб у потрібний бік і відповідно орієнтувати інші об’єкти в майбутньому. Отриманими модулями знань і нових навичок також можна поділитися з іншими роботами і зробити їх доступними по всьому світу.
На відміну від людської руки, BionicSoftHand не має кісток. Вона контролює свої рухи за допомогою пневматичних сильфонних структур у пальцях. Якщо камери заповнені повітрям, пальці стають кривими. Якщо повітряні камери порожні, пальці залишаються розтягнутими. Великий і вказівний пальці також оснащені поворотним модулем, що означає, що ці два пальці також можна переміщати вбік. В результаті рука біонічного робота має в цілому дванадцять ступенів свободи.
Сильфони в пальцях укладені в спеціальні 3D текстильні футляри, в’язані як з еластичних, так і з високоміцних ниток. Це означає, що текстиль можна використовувати, щоб точно визначити, в яких точках структура розширюється і, таким чином, розвиває силу, а де вона перешкоджає розширенню.
Щоб зробити зусилля для трубок BionicSoftHand якомога меншими, розробники спеціально розробили невеликий пневмоострів з цифровим керуванням, який кріпиться безпосередньо під рукою. В результаті шланги для керування пальцями не потрібно протягувати через всю руку робота. BionicSoftHand можна швидко й легко під’єднати та ввести в експлуатацію за допомогою лише одного шланга для підведення та відведення повітря. Рухи пальців можна точно контролювати за допомогою пропорційних п'єзоклапанів.
Його гнучка пневматична кінематика та використання еластичних матеріалів і легких компонентів відрізняють BionicSoftHand від електричних або кабельно-керованих рук робота і роблять можливим недороге виробництво. Завдяки модульній конструкції можливі варіанти захватів з трьома або чотирма пальцями.
У поєднанні з пневматичними легкими роботами - такими як BionicCobot або BionicSoftArm - можлива пряма і безпечна співпраця людини і робота. Обидва роботи є гнучкими і не потребують окремого захисту від контакту з людиною, як звичайні заводські роботи.
Таким чином BionicSoftHand адаптовано для застосування в спільних робочих просторах фабрики завтрашнього дня. Оскільки гнучка рука робота може захоплювати як потужно, так і чутливо, використання в якості третьої руки в процесах складання так само можливо, як і в сервісній робототехніці.