Cea mai mică mână dexteroasă cu 20-grade-de libertate din lume, dezvoltată de compania chineză Encos

Cea mai mică mână îndemânată cu 20-grade-libertate din lume, dezvoltată de compania chineză Encos

O companie din Nanjing-a atins un echilibru perfect între dimensiunea și grade de libertate în produsul său, depășind „triunghiul imposibil” al performanței volumului-gradelor de libertate-. Această mână pricepută, numită EC-DexHand-5F, nu numai că se mândrește cu 20 de grade active de libertate, dar este și cel mai mic model disponibil în prezent pe piață!

Acest produs și-a făcut debutul cu succes la Conferința industriei de robotică umanoid și inteligență încorporată din 2025, care a avut loc la Beijing pe 15 aprilie.

Cea mai mică mână cu 20-grade-de libertate:

Tehnologia mâinilor cu dexteritate prezintă provocări semnificative, multe afirmații din industrie fiind adesea exagerate. Potrivit Robot Lecture Hall, numeroși producători își comercializează produsele ca „20 de grade de libertate” sau „16+ grade de libertate”, dar de obicei specifică „12 grade de libertate active”. Astfel de produse se luptă în general să obțină recunoaștere de la întreprinderile de peste mări și laboratoarele universitare.

Motivul constă în ingineria mecanică, unde gradele de libertate se referă în primul rând la numărul de parametri independenți de mișcare necesari pentru ca un mecanism să realizeze o anumită mișcare. Cele mai multe dintre așa-numitele mâini cu 20-DOF de pe piață nu îndeplinesc acest standard, cu adevăratele lor grade de libertate limitate la gradele active specificate. În consecință, când compania sud-coreeană de robotică Tesollo și-a lansat dispozitivul de prindere umanoid cu cinci degete Delto Gripper-5 Finger (DG-5F) în februarie a acestui an, acesta a fost prezentat drept cel mai mic produs din lume, cu 20 de grade independente de libertate.

În comparație cu DG-5F de la Tesollo, EC-DexHand-5F recent lansat de Inks nu numai că are o dimensiune mai mică - volumul său este identic cu cel al mâinii unui bărbat adult, dar prezintă și o distribuție a libertății mai strâns aliniată cu mâna omului. Acest design facilitează operarea de la distanță a mâinii dibace pentru colectarea datelor prin utilizarea altor dispozitive pentru a monitoriza starea mâinii umane.

Din punct de vedere tehnic, mâinile robotice dexte sunt mult mai complexe decât alte componente robotizate, iar obținerea unor grade mai mari de libertate într-o amprentă mai mică nu este o sarcină ușoară. În designul hardware, miniaturizarea gradelor de libertate ale fiecărei îmbinări necesită echilibrarea compactității cu integritatea structurală. De exemplu, degetele bionice trebuie să găzduiască unitățile de acționare, mecanismele de transmisie și senzorii menținând în același timp echilibrul între forța de ieșire și viteza de răspuns. Alegerea materialelor pentru exterior trebuie să echilibreze construcția ușoară cu durabilitatea, adaptabilitatea și rigiditatea.

Algoritmii software se confruntă cu provocări și mai mari. Rezolvarea-ecuațiilor în timp real pentru mâini cu dexteritate de-grad-de-libertate înalt implică probleme de optimizare matematică extrem de redundante, necesitând soluții rapide fezabile prin metode precum pseudoinversul matricei iacobiene sau al rețelelor neuronale. De exemplu, în timpul operațiilor coordonate cu mai multe-degete, este necesară planificarea dinamică a cuplurilor articulațiilor pentru a evita auto-coliziunea în timp ce se adaptează la diferite forme și greutăți ale obiectelor-care necesită resurse de calcul-în timp real extrem de mari. În plus, controlul impedanței necesită modelarea precisă a rigidității mediului și a parametrilor de amortizare, în timp ce menținerea stabilității în cazul perturbațiilor dinamice rămâne o provocare semnificativă.

Abordarea Inks se desparte de structurile convenționale prin implementarea unei soluții inovatoare de îmbinare miniaturizată pe EC-DexHand-5F. Fiecare articulație activă a degetelor este proiectată ca o unitate modulară independentă, integrând un motor, reductor și driver. Acest design de control distribuit-acționării permite asamblarea și dezasamblarea mâinii dibace cu flexibilitatea blocurilor de construcție. Evită lanțurile complexe de transmisie cu mai multe articulații găsite în modelele tradiționale, cum ar fi tendoanele interblocate sau angrenajele legate, reducând astfel complexitatea mecanică generală.

Este de previzibil că EC-DexHand-5F va oferi performanțe superioare în ceea ce privește durata de viață și fiabilitatea, datorită îmbinărilor sale modulare și designului de răcire redundant. Inks a dezvăluit că compania a planificat teste de stres pentru durata de viață pentru scenarii industriale și medicale tipice, cu un raport cuprinzător de verificare a fiabilității programat pentru lansare în 2025. Acest raport va oferi utilizatorilor din diferite domenii criterii de selecție cuantificabile. Deși datele finale privind durata de viață necesită validare prin teste operaționale în lumea reală, bazate pe teste de laborator de îmbătrânire accelerată și performanța istorică a modulelor comparabile, se așteaptă, de asemenea, că produsul Inks va oferi o durabilitate impresionantă.