Fin Ray® Effekt inspirierter weicher robotischer Greifer: Vom RoboSoft Grand Challenge zur Optimierung

Ein weicher robotischer Greifer für einen teleoperierbaren häuslichen Roboterassistenten (TIHRA) für Mobilitätseingeschränkte wird präsentiert. Dieser Greifer ist inspiriert vom Fin Ray Effekt, der aus der Physiologie von Fischflossen abgeleitet ist. Die 'Finger' des Greifers sind weich und dreieckig mit harten Querverstrebungen, die sich verbiegen und deformieren, um sich um Objekte zu formen. Die Finger des TIHRA wurden von dem ursprünglichen Fin Ray Design abgeändert, um eine bevorzugte Biegerichtung zu schaffen, wodurch weniger Kraft erforderlich ist, um einen guten Griff auf einem Objekt zu erhalten. Der gesamte Greifer kann als Teil einer weichen Roboterhand, die aus harten und weichen Materialien besteht, im 3D-Druck hergestellt werden, und das motor-tendon Aktuatorsystem wird in einer begrenzten Anzahl von Schritten angeschlossen. Die Tests des Greifers umfassten das Modellieren der Finger und den Vergleich der Griffstärke mit dem ursprünglichen Fin Ray, um deren Optimierung zu verifizieren. Modelle zeigen, dass die TIHRA-Finger sich bei gleicher Kraft 15\% mehr verformen als traditionelle Finger. Der TIHRA-Greifer war in der Lage, 560 g zu halten, was etwa 40\% mehr ist als der Greifer mit traditionellen Fingern. Dieser Unterschied war statistisch signifikant (p 0. 001). Die TIHRA-Hand wurde auch beim RoboSoft Grand Challenge 2016 in Livorno, Italien, getestet. Der Greifer konnte einige Aufgaben erfolgreich abschließen, was seine Anpassungsfähigkeit, Deformierbarkeit und Morphologie hervorhob, schnitt jedoch bei anderen Aufgaben schlecht ab, was die Notwendigkeit zeigte, die Greifkraft zu erhöhen, um Verwindungen und Biegungen außerhalb der Ebene zu verhindern und die Kraft zu steigern, die der Greifer ausüben kann. Der Greifer wurde an einen Baxter-Roboter angeschlossen, um seine Fähigkeit zu demonstrieren, mit bestehender Technologie zu interagieren, und andere Versionen des Greifers wurden entworfen und hergestellt, um die Skalierbarkeit und Vielseitigkeit des Designs zu zeigen.