Onderzoekers maken grijparm met 'gevoel' voor breekbare materialen

Onderzoekers van het Zwitserse Federal Institute of Technology hebben een robot gebouwd die met behulp van elektro-adhesie in staat is om breekbare objecten op te tillen. Door gebruik van elektro-adhesie kan de robot dingen oppakken zonder dat voorgeprogrammeerd moet zijn wat het is.

De robot is hierdoor in staat om bijvoorbeeld zonder problemen een ei op te pakken, zo blijkt uit het onderzoek. De robot doet dit door gebruik te maken van elektro-adhesie, waarbij twee oppervlakken door middel van elektrische velden met elkaar worden verbonden. Als er spanning bestaat tussen de elektroden, buigen de elektroden in de zachte arm zich naar het object en kan de arm het voorzichtig oppakken, onafhankelijk van de vorm.

Volgens onderzoeker Jun Shintake is het de eerste keer dat elektro-adhesie en 'gevoelige' robotica worden gecombineerd. Meestal maken grijparmen gebruik van pneumatiek of zijn ze niet in staat om fragiele objecten op te pakken zonder dat dit wordt voorgeprogrammeerd. Hij voorziet dat de technologie gebruikt kan worden in drones. Medeonderzoeker Herbert Shea zegt: "We stellen ons voor dat het gebruikt kan worden in kunsthanden voor een robot, in de voedselindustrie of zelfs in de ruimte, om puin te vangen."

De elektrodeflappen bestaan uit vijf lagen. Als de spanning uitstaat, zorgt het verschil in dikte van de buitenste lagen ervoor dat de flappen naar buiten krullen. Wanneer de spanning aangezet wordt, zorgt de aantrekkingskracht tussen de twee lagen elektrodes ervoor dat de membranen worden rechtgetrokken. Het doet hiermee iets wat vergelijkbaar is met het spannen van spieren. Op de uiteinden van de flappen zitten elektrodes die ontwikkeld zijn voor optimale elektrostatische grip.

IT-banen

Reacties (21)

BenVenNL 2 februari 2016 16:39

Gevoel, gevoel ,...

De reden waarom het dingen kan vangen is doordat de zachte vlakken zich naar het oppervlak vormen. De kracht benodigd om 'hechting' te realiseren aan het oppervlak wordt zo netjes verspreid over een groter oppervlak. In tegenstellng tot grijparmen van harde onflexibele materialen welke hun kracht allemaal op 1 klein punt moeten overbrengen.

Slime toepassing maar simpele mechanica.

Als het echt gevoel had zou het kracht kunnen zetten tot het merk wanneer het materiaal begint te vervormen. Maarja, van een kussen verwacht je dat het flink vervormt als je het oppakt en van porcelijn niet. Hij zal dus moeten weten wat het materiaal is wat opgepakt wordt.

[Reactie gewijzigd door BenVenNL op 23 juli 2024 01:17]

Accretion @BenVenNL • 2 februari 2016 17:54

Eens, daarnaast kun je wel meten hoeveel kracht je zet (met bepaalde motoren), dan kun je dus ook "voelen".

Moet je wel weten hoeveel kracht je maximaal mag zetten. Los je het kussenprobleem wellicht mee op.

De combinatie van weten hoeveel kracht je toepast, plus genoeg of meetbare grip/contact oppervlakte en weten hoeveel kracht het object kan verduren (moeilijker) zou een beter resultaat geven.

pwghost 2 februari 2016 17:25

dit is niet zo nieuw als doet voorkomen. zie bevoorbeeld deze sensor : http://www.syntouchllc.com/Products/BioTac/

Vliedel @pwghost • 3 februari 2016 10:53

Die werken volgens een compleet ander principe.

pwghost @Vliedel • 3 februari 2016 12:36

klopt, maar ging me om dit : kan de robot dingen oppakken zonder dat voorgeprogrammeerd moet zijn wat het is.. Dat is dus niet nieuw, zoals doet voorkomen

TheCapK 2 februari 2016 16:26

Maar wat is dan de maximale kracht die kan worden uitgeoefend en daarmee ook het maximale gewicht wat er mee kan worden opgepakt?
Een ei is niet zo zwaar maar een dure Ming vaas weegt vele kilo's meer. Zoiets wil je toch niet laten vallen omdat je 'grijper' het gewicht niet aan kan?

gamer13 @TheCapK • 2 februari 2016 16:45

Zoals wordt aangehaald in het paper van dit onderzoek hebben ze deze 'grijparm' getest op een gewichtrange van 0.8 gram tot 82.1 gram:

We validate the method with a two-fingered gripper, as shown in Figure 1, weighing 1.5 g, that can pick up a wide range of objects, including a fragile, highly deformable water-filled thin membrane balloon (35.6 g), a raw chicken egg (60.9 g), a flat sheet of paper (0.8 g), a Teflon tube (80.8 g), and a metallic can (82.1 g).

Verder kan het dus verschillende soorten krachten uitoefenen:

The mechanical gripping force produced by electrostatic actuation is low (1 mN), thereby allowing handling of very fragile objects, while the electroadhesion force can produce high holding force (3.5 N shear force for 1 cm2), thereby enabling the lifting of heavy objects.

teacup @gamer13 • 2 februari 2016 17:57

In die zin niet veel anders dan de klassieke zuignap met een limiet op de onderdruk, laag genoeg om vast te houden wat moet worden vastgehouden, maar ook weer niet zo laag dat het opgepakte object (~ei) wordt kapot gezogen. Deze onderdruk met zorg proefondervindelijk aan te passen. De greep kan ook niet adaptief werken, geen terugkoppeling van knijpkracht of houdkracht. Een schuifdetectie dat de grijper het object niet voldoende vasthoudt, a la lasermuis?

Wat wel bijzonder is, is het ontkoppelen van wat ik maar de houdkracht noem van de knijpkracht. Een pneumatische knijper moet uiteindelijk met wrijvingskracht het te pakken object vasthouden. Die wrijvingskracht is hierbij een afgeleide van de knijpkracht. Met deze elektrostatische knijper heb je sowieso die houdkracht van 3.5N/cm^2 die ik zou willen omschrijven als een weerstand tegen schuiven. Het is geen wrijvingskracht, maar meer een soort kleefkracht door een elektrisch veld (?)

De knijper hoeft dus niet te knijpen, maar vormgesloten het op te tillen object omhullen helpt wel mee om niet teveel op de weerstand tegen verschuiven te hoeven vertrouwen. Misschien dat zo het gewicht nog wel wat omhoog kan. Het hele gedoe van het verzorgen van een onderdruk, nodig bij een zuignap, kan bij een dergelijke arm wel achterwege blijven. Dit vereenvoudigd het ontwerp.

[Reactie gewijzigd door teacup op 23 juli 2024 01:17]

asdfCYBER @gamer13 • 2 februari 2016 18:00

Dus als je dit apparaat een beetje opschaalt zou het veel meer moeten kunnen tillen?
Want dan kan ik er zo honderden toepassingen voor bedenken.

Of schalen die krachten niet zomaar mee?

teacup @asdfCYBER • 2 februari 2016 20:06

Die houdkracht wordt gegeven per oppervlakte eenheid. Vanuit die optiek is er dus te schalen.

Verwijderd 2 februari 2016 16:31

Waarmee ze dus jaren achterlopen op die Japanners met hun robots die al vele jaren "met gevoel' dingen kunnen beetpakken. Eieren enz. geen probleem.

[Reactie gewijzigd door Verwijderd op 23 juli 2024 01:17]

Verwijderd @Verwijderd • 2 februari 2016 16:39

Volgens onderzoeker Jun Shintake is het de eerste keer dat elektro-adhesie en 'gevoelige' robotica worden gecombineerd. Meestal maken grijparmen gebruik van pneumatiek of zijn ze niet in staat om fragiele objecten op te pakken zonder dat dit wordt voorgeprogrammeerd

Ik ben niet thuis in de wereld van Robots, maar volgens het artikel is dit dus de eerste keer dat men niet hoeft voor te programmeren. Welke Japanse robot kan dit volgens jou ook al? Heb je een linkje?

Verwijderd @Verwijderd • 2 februari 2016 17:51

Nee sorry daarvoor,
ik heb het een paar jaar geleden op discovery zien langskomen.
het is een nogal bekende jap die robots ook die natuurlijke loopt heef gegeven
ze lieten zien dat het ding variërende artikelen kon oppakken zonder ze te pletten.

het meest opvallende was hoe vloeiend die robots van 'm rondliepen en hoe natuurlijk eigenlijk alle bewegingen gingen.

Kom wie gooit er ff de naam in de groep

Verwijderd @Verwijderd • 2 februari 2016 20:22

Weet je toevallig nog hoe hij er ongeveer uit zag ?

churchill9 2 februari 2016 16:28

Is het niet eerder een arm die breekbare matrialen kan vastpakken? Volgens mij voelt hij niets.

Verder wel mooi om te zien hoe de robotten steeds verder evalueren to bijna biologische wezens.

Het doet mij meteen denken aan een vleugel van een vleermuis.

warhamstr @churchill9 • 2 februari 2016 16:53

ik vind een biologisch wezen toch echt nog een heel stuk vernuftiger dan deze doos mecano, electronica en wat ingewikkelde code.

torp 2 februari 2016 17:27

Grappig dat het ei alleen bovenaan wordt vastgepakt. Zo doet een mens het niet.

Verwijderd @torp • 2 februari 2016 17:54

Negatief Modereren wil zeggen dat de reactie een flamebait of beledigend is.

DAT IS DEZE REACTIE NIET WAARVAN GRAAG NOTA DOOR HET BEHEER

Er wordt opgemerkt dat de wijze van beetpakken niet menselijk is.
Dit is correct opgemerkt en dus ontopic tot informatief

papa_san 2 februari 2016 17:43

Een beetje "ervaring/gezond verstand" programmeren, waar je precies iets vastpakt, verhoogt ook enorm de slaagkans.
Je moet het over het algemeen niet allen vast pakken maar ook manipuleren.
De bovenkant van een ei vastpakken vereist meer druk, en zou alleen moeten worden gebruikt, als er geen ruimte is om het ei op de zijkanten vast te pakken.

Ik moet altijd terug denken aan een sciencefiction film waar een robot een metaalsplinter uit het oog van een dame pakt, voordat ze in reflex, haar ooglid sluit.
Dat zal nog wel even toekomst muziek blijven.