Los ingenieros de la Universidad de Johns Hopkins han desarrollado una mano artificial importante que puede capturar juguetes lujosos, botellas de agua y otros artículos cotidianos en un ser humano, ajusta cuidadosamente su agarre y ajusta su agarre para evitar daños.
El diseño híbrido del sistema es el primero para las manos robóticas, que generalmente es muy apretada o muy suave para copiar el toque del humano para manejar diferentes texturas y materiales. La innovación ofrece una solución inteligente para las personas que sufren de manos y pueden mejorar la forma en que las armas robóticas interactúan con su entorno.
Los detalles sobre el dispositivo aparecen hoy Desarrollo científico.
“Desde el principio, el propósito es crear una mano artificial que hagamos sobre las habilidades físicas y de detección de la mano humana. Es un artificial artificial más natural que funciona como un órgano perdido y se siente”, dijo el ingeniero biomédico de Johns Hopkins, Saramana Sanker, que trabaja. “Queremos brindar a las personas con alta pérdida de órganos la capacidad de interactuar con nuestro entorno de manera segura y libre, capaz de sentirlas y prevenirlas sin preocuparse por lastimar a nuestros seres queridos. “
El dispositivo, desarrollado por el mismo laboratorio de instrumentos de neuro de ingeniería y bioquímicos, hizo la primera “piel” electrónica del mundo en 2018 con dolor similar al dolor, que tiene un sistema de múltiples cifras con polímero de goma y un esqueleto interno impreso en 3D resistente. Contiene tres capas de sensores superestrellas, que se ven afectados por las capas de la piel humana, le permiten comprender y distinguir diferentes formas y texturas superficiales en lugar de solo detección. Sankar dijo que cada una de sus articulaciones de los dedos llenas de aire blando se puede controlar con los músculos del brazo, y el algoritmo de aprendizaje automático se centra en los gestos de los receptores táctiles artificiales para crear una sensación realista de contacto. “La información sensorial de sus dedos se traduce al lenguaje nervioso para proporcionar una opinión natural de la naturaleza natural a través de la estimulación del nervio rayo”.
En el laboratorio, la mano se identificó y manipuló, y se manipularon 15 artículos diarios, incluidos delicados juguetes llenos, patrocinio de platos y cajas de cartón, así como piña, botellas de agua de metal y otros artículos duros. En los experimentos, el dispositivo logró un excelente rendimiento que las alternativas, manejó con éxito los elementos con una precisión del 99.69 % y ajustó su agarre según sea necesario para evitar accidentes. El mejor ejemplo de esto fue cuando recogió una copa de plástico delicada y delicada llena de agua, usando solo tres dedos sin ningún color.
“Estamos conectando los poderes de la robótica dura y suave para copiar la mano humana”, dijo Sankar. “La mano humana no es completamente dura o completamente suave: es un sistema híbrido, que tiene que trabajar junto con huesos, articulaciones suaves y tejidos. Eso es lo que queremos obtener nuestra mano artificial. Esta es una nueva área para robótica e ideas artificiales, que no ha sido completamente una tecnología híbrida antes”. No puede trabajar suavemente. “
Para ayudar a recuperar la capacidad de sentir los objetos durante el agarre de Amputis, los puntos artificiales requerirán tres componentes clave: sensores para detectar el entorno, una forma de traducir estos datos en gestos similares a los nervios y una forma de estimular el nervio para que la persona sintiera la sensación de la sensación.
La tecnología bioquímica, como los órganos artificiales de la mano, permite que la mano funcione de esta manera utilizando gestos musculares del brazo. Estos indicadores eliminan el cerebro y los nervios, lo que conduce a flexibilidad, liberación o reacción basada en la sensación de contactar la mano. Thakur dijo que el resultado fue una mano robótica que “sabe” lo que está tocando, como lo hace, como lo hace el sistema nervioso.
Thakur dijo: “Si tienes una taza de café, ¿cómo sabes que lo dejarás? Tu palma y los dedos envían tu cerebro a la señal de que la taza es resbaladiza”. “Nuestro sistema se ve afectado nerviosamente: muestra los receptores táctiles de la mano para preparar mensajes neurológicos, por lo que el” cerebro “artificial artificial o su computadora, entiende que si algo es cálido o frío, suave o duro o resbalada del agarre”.
Aunque esta investigación es un desarrollo preliminar para la tecnología robótica híbrida que puede cambiar tanto artificial como robótica, se necesita más trabajo para mejorar, dijo Thakur. Las mejoras futuras pueden incluir fuertes fuerzas de agarre, sensores adicionales y materiales de calificación industrial.
“Esta habilidad híbrida no es solo para los órganos artificiales de próxima generación”, dijo Thakur. “Esto es lo que necesitan las futuras manos robóticas porque solo manejarán artículos grandes y pesados. Tendrán que trabajar con materiales delicados como gafas, telas o juguetes blandos. Es por eso que un robot híbrido, diseñado como una mano humana, es tan valiosa: es como nuestra piel, tejido y tejido”.
Otros autores incluyen Van Yu Cheng de la Florida Atlantic University. Janghwa Zhang, Ariel Sleepian, Mark M.Scros, Rebecca Je Green, Renee Diberbunder y Junjan Chen de John Hopkins. Y Arno Gupta de la Universidad de Illinois Chicago.
Esta investigación se financió a través de la “Opinión Neuromórfica: Programa de Investigación de Resultados de Ortóticos y Prosttics (W81XWH2010842) y la National Science Foundation a través de la discriminación artificial y la estrategia de rendimiento del Departamento de Defensa”.
