3D-печатная рука робота "играет" на пианино

Ученые разработали 3D-печатную роботизированную руку, которая может воспроизводить простые музыкальные фразы на пианино, просто двигая запястьем. И хотя робот не является виртуозом, он демонстрирует, насколько сложно воспроизвести все способности человеческой руки и насколько сложного движения можно достичь с помощью дизайна, пишет University of Cambridge.

Рука робота, разработанная исследователями в Кембриджском университете, была сделана с помощью 3D-печати мягких и жестких материалов вместе, чтобы воспроизвести все кости и связки – но не мышцы или сухожилия – в человеческой руке. Несмотря на то, что это ограничивало диапазон движения руки робота по сравнению с человеческой рукой, исследователи обнаружили, что удивительно широкий диапазон движения все еще возможен, полагаясь на механическую конструкцию руки.

Используя это "пассивное" движение, в котором пальцы не могут двигаться независимо друг от друга, робот смог имитировать различные стили игры на фортепиано, не изменяя материал или механические свойства руки. Результаты, сообщаемые в журнале Science Robotics, могли бы помочь информировать о разработке роботов, способных к более естественному движению с минимальным использованием энергии.

Сложные движения у животных и машин являются результатом взаимодействия мозга (или контроллера), окружающей среды и механического тела. Механические свойства и дизайн систем важны для умного функционирования, и помогают и животным и машинам проходить сложные пути без того, чтобы тратить ненужное количество энергии.

"Мы можем использовать пассивность для достижения широкого диапазона движений у роботов: например, ходьба, плавание или полет”, - сказала Джози Хьюз из инженерного факультета Кембриджа, первый автор статьи. "Умный механический дизайн позволяет нам достичь максимального диапазона движения с минимальными затратами на управление: мы хотели увидеть, сколько движения мы можем получить только с механикой.”

Человеческая рука невероятно сложна, и воссоздание всей ее ловкости и приспособляемости в роботе-это огромная исследовательская задача. Большинство современных продвинутых роботов не способны выполнять манипуляционные задачи, которые маленькие дети могут выполнять с легкостью.

”Основной мотивацией этого проекта является понимание воплощенного интеллекта, то есть интеллекта в нашем механическом теле", - сказал д-р Фумия Иида, возглавлявший исследование. "Наши тела состоят из умных механических конструкций, таких как кости, связки и кожа, которые помогают нам вести себя разумно даже без активного управления мозгом. Используя современную технологию 3D-печати для печати человекоподобных мягких рук, мы теперь можем исследовать важность физических конструкций, в отрыве от активного контроля, что невозможно сделать с человеческими пианистами, поскольку мозг не может быть "выключен", как наш робот.”

"Игра на фортепиано-идеальный тест для этих пассивных систем, поскольку это сложная и тонкая задача, требующая значительного диапазона поведения для достижения разных стилей игры”, - сказала Хьюз.