Najmniejsza na świecie zręczna ręka o 20-stopniach-zręczności, opracowana przez chińską firmę Encos

Najmniejsza na świecie zręczna dłoń o 20-stopniach-zręczności, opracowana przez chińską firmę Encos

Firma-z Nanjing osiągnęła idealną równowagę pomiędzy rozmiarem a stopniami swobody w swoim produkcie, przełamując „niemożliwy trójkąt” wydajności-stopni swobody-. Ta zręczna dłoń o nazwie EC-DexHand-5F może pochwalić się nie tylko 20 aktywnymi stopniami swobody, ale także jest najmniejszym modelem dostępnym obecnie na rynku!

Produkt ten miał swój udany debiut podczas konferencji Humanoid Robotics and Embodied Intelligence Industry Conference 2025, która odbyła się w Pekinie 15 kwietnia.

Najmniejsza zręczna dłoń o 20-stopniach-swobody:

Technologia zręcznych rąk stwarza poważne wyzwania, a wiele twierdzeń branży jest często przesadzonych. Według Robot Lecture Hall wielu producentów reklamuje swoje produkty jako „20 stopni swobody” lub „16+ stopni swobody”, choć zazwyczaj podaje „12 aktywnych stopni swobody”. Produkty takie na ogół mają trudności z zdobyciem uznania ze strony zagranicznych przedsiębiorstw i laboratoriów uniwersyteckich.

Powodem jest inżynieria mechaniczna, gdzie stopnie swobody odnoszą się przede wszystkim do liczby niezależnych parametrów ruchu wymaganych, aby mechanizm mógł osiągnąć określony ruch. Większość tak zwanych zręcznych rąk o 20-DOF na rynku zasadniczo nie spełnia tego standardu, a ich prawdziwe stopnie swobody są ograniczone do określonych aktywnych stopni. W rezultacie, gdy w lutym tego roku południowokoreańska firma Tesollo, zajmująca się robotyką, wprowadziła na rynek pięciopalczasty, humanoidalny chwytak Delto Gripper-5 Finger (DG-5F), był on reklamowany jako najmniejszy produkt na świecie z prawdziwymi 20 niezależnymi stopniami swobody.

W porównaniu do DG-5F firmy Tesollo, nowo wprowadzony na rynek EC-DexHand-5F firmy Inks ma nie tylko mniejszy rozmiar – jego objętość jest identyczna z objętością dłoni dorosłego mężczyzny – ale także charakteryzuje się rozkładem swobody bardziej zbliżonym do ludzkiej dłoni. Konstrukcja ta ułatwia zdalną obsługę zręczną ręką w celu gromadzenia danych poprzez wykorzystanie innych urządzeń do monitorowania stanu ludzkiej dłoni.

Z technicznego punktu widzenia zręczne dłonie robotów są znacznie bardziej złożone niż inne komponenty robotów, a osiągnięcie większego stopnia swobody na mniejszej powierzchni nie jest łatwym zadaniem. W projektowaniu sprzętu miniaturyzacja stopni swobody każdego złącza wymaga zrównoważenia zwartości z integralnością strukturalną. Na przykład bioniczne palce muszą pomieścić jednostki napędowe, mechanizmy przekładni i czujniki, zachowując jednocześnie równowagę między siłą wyjściową a szybkością reakcji. Wybór materiałów na zewnątrz musi również równoważyć lekką konstrukcję z trwałością, możliwością dostosowania i sztywnością.

Algorytmy oprogramowania stoją przed jeszcze większymi wyzwaniami. Rozwiązywanie równań w-czasie rzeczywistym dla-stopnia-zręcznych rąk-swobody wiąże się z wysoce redundantnymi problemami optymalizacji matematycznej, co wymaga szybkich wykonalnych rozwiązań za pomocą metod takich jak pseudoodwrotność macierzy Jakobianu lub sieci neuronowe. Na przykład podczas operacji skoordynowanych wieloma-palcami wymagane jest dynamiczne planowanie momentów obrotowych połączeń, aby uniknąć-samodzielnych kolizji podczas dostosowywania się do zmieniających się kształtów i ciężarów obiektów,-co wymaga niezwykle dużych-zasobów obliczeniowych w czasie rzeczywistym. Co więcej, kontrola impedancji wymaga precyzyjnego modelowania sztywności środowiska i parametrów tłumienia, a utrzymanie stabilności w warunkach zakłóceń dynamicznych pozostaje poważnym wyzwaniem.

Podejście firmy Inks zrywa z konwencjonalnymi strukturami, wdrażając innowacyjne, zminiaturyzowane wspólne rozwiązanie w EC-DexHand-5F. Każdy aktywny przegub klinowy jest zaprojektowany jako niezależna jednostka modułowa, integrująca silnik, reduktor i sterownik. Ta rozproszona konstrukcja-sterowania napędem umożliwia montaż i demontaż zręczną ręką z elastycznością klocków. Pozwala uniknąć skomplikowanych, wieloprzegubowych łańcuchów przekładni występujących w tradycyjnych konstrukcjach, takich jak zazębiające się cięgna lub połączone koła zębate, zmniejszając w ten sposób ogólną złożoność mechaniczną.

Można przewidzieć, że EC-DexHand-5F zapewni doskonałą wydajność pod względem żywotności i niezawodności dzięki modułowym złączom i redundantnej konstrukcji chłodzenia. Firma Inks ujawniła, że ​​firma zaplanowała testy warunków skrajnych w zakresie żywotności dla typowych scenariuszy przemysłowych i medycznych, a kompleksowy raport z weryfikacji niezawodności ma zostać opublikowany w 2025 r. Raport ten zapewni użytkownikom z różnych dziedzin wymierne kryteria wyboru. Chociaż ostateczne dane dotyczące żywotności wymagają sprawdzenia w rzeczywistych testach operacyjnych, opartych na testach laboratoryjnych przyspieszonego starzenia i historycznej wydajności porównywalnych modułów, oczekuje się, że produkt Inks będzie również zapewniał imponującą trwałość.