نخستین دست روباتیک ساخته شده با چاپگر سه بعدی که پیانو می‌زند (+عکس و فیلم)

موبنا – شبیه‌سازی حرکت دست انسان برای روبات‌ها کار آسانی نیست و اگرچه تاکنون تلاش‌های فراوان در این زمینه صورت گرفته است، ولی تاکنون روباتی که بتواند حرکات کاملا مشابه دست انسان را تقلید کند وجود نداشته است. علاوه بر چندین استخوان و مفصل، تاندون‌ها، رباط‌ها، عضلات، اعصاب و دیگر مواردی که انسان برای حرکت دست خود مورد استفاده قرار می‌دهد، اعصاب و نورن‌ها نیز در این زمینه دخیل هستند تا فرمان حرکت را از مغز به دست منتقل کنند. به هر حال، محققان دانشگاه کمبریج هم اکنون تلاش‌هایی انجام داده‌اند تا طراحی دست‌های روباتیک را آسان کنند و از این طریق بتوانند با اعمال برنامه‌های مورد نیاز، کنتزل دست روباتیک را بهتر از قبل در اختیار بگیرند. بر اساس این تلاش‌ها محققان موفق به ساخت یک روبات شبیه به اسکلت دست انسان شدند که به صورت نرم و منعطف عمل می‌کند و قادر به نواختن پاینو است تا به درستی کلیدهای پیانو را انتخاب کند.

این روبات به کمک چاپگر سه بعدی «استراتاسیس کانکس 5000 3دی» ساخته شده است و برای آن از مواد اولیه نرم استفاده شده است تا آنها جایگزین استخوان‌ها و غضروف‌های دست شوند و عملکرد آن کاملا مشابه دست انسان باشد. این دست روباتیک به یک بازوی روباتیک موسوم به «یوآر5» متصل شده است که امکان حرکت و کنترل دقیق دست اسکلتی را فراهم می‌کند و برای آن به کمک زبان برنامه‌نویسی «پیتون» رابط ویژه بین بخش سخت‌افزاری و نرم‌افزاری ارایه شده است.

انگشتان این دست روباتیک هیچ گونه سیستم هیدرولیکی یا فعال کننده در اختیار ندارند و بنابراین نمی‌توانند به خودی خود حرکت کنند. با این وجود محققان این امکان را فراهم کرده‌اند که دست روباتیک از ناحیه مچ بچرخد و از این طریق تسلط انگشتان روی کلیدهای پیانو آسان‌تر باشد تا موسیقی به درستی نواخته شود. محققان به کمک فناوری چاپ سه بعدی موفق شدند رباط‌های میان استخوان‌ها را به درستی شبیه‌سازی کنند و در نهایت امکان حرکات نرم و درست برای انگشتان را ارایه دهند.

دکتر «فومیا لیدا» مدیر این پروژه تحقیقاتی گفت:‌ «بدن ما طرح‌های مکانیکی پیشرفته از جمله استخوان‌ها، رباط‌ها، پوست و … را با اندازه و اشکال مختلف و متناسب شامل می‌شود و به کمک آنها می‌توانیم با فرمان‌هایی که از مغز صادر می‌شود کنترل اتفاقات مختلف را در دست بگیریم. با استفاده از فناوری پیشرفته چاپگر سه‌بعدی هم اکنون این امکان برای ما فراهم شده است که بتوانیم دست روباتیک هوشمند را خلق کنیم و هم اکنون می‌توانیم بررسی کنیم که چگونه به کمک سیستم‌های روباتیک اعضای از دست رفته را در بدن انسان جایگزین کنیم».

دانشمندان هم اکنون به دنبال آن هستند تا در آینده با بررسی‌های پیشرفته‌تر و دستگاهی پیچیده‌تر، توانایی بیشتری را به بازوهای روباتیک انسان‌نما اضافه کنند. این اتفاق می‌تواند به توسعه روبات‌هایی منجر شود که در فرآیندهای دقیق پزشکی یا دیگر موارد حساس مورد استفاده قرار می‌گیرند.

مقاله نهایی مربوط به این پروژه تحقیقاتی در آخرین شماره از نشریه بین‌المللی «علوم روباتیک» به چاپ رسیده است.