Los ingenieros aportan un toque suave a la robótica comercial

Inspirándose en la destreza natural de la mano humana, un equipo de ingenieros de la Universidad Nacional de Singapur (NUS) ha creado un sistema robótico híbrido reconfigurable que es capaz de sujetar una variedad de objetos:desde los más pequeños, suaves y delicados hasta los más pequeños. grande, pesado y voluminoso. Se espera que esta tecnología impacte en una variedad de industrias, que incluyen el ensamblaje de alimentos, la agricultura vertical y el empaque de bienes de consumo de movimiento rápido, que automatizarán progresivamente más operaciones en los próximos años.

Dirigidas por la profesora asociada Raye Yeow del Departamento de Ingeniería Biomédica y el Centro de Robótica Avanzada de NUS, las pinzas robóticas híbridas utilizan dedos impresos en 3D suaves y flexibles con una base de pinza reconfigurable.

“La forma, la textura, el peso y el tamaño de un objeto afectan la forma en que elegimos agarrarlo. Esta es una de las principales razones por las que muchas industrias aún dependen en gran medida del trabajo humano para empaquetar y manipular artículos delicados”, dijo Yeow. “Nuestra tecnología híbrida de agarre robótico revoluciona las tareas tradicionales de recoger y colocar al ofrecer capacidades avanzadas que permiten a los robots interactuar de manera segura con elementos delicados de diversas formas, tamaños y rigidez, al igual que la mano humana”.

El agarre es una de las tareas más comunes y naturales que realizan las personas, pero para los robots, no es tan intuitivo. Para lograr habilidades de agarre similares a las humanas, los robots necesitan visión por computadora y aprendizaje profundo para detectar el tipo de objetos frente a ellos, así como su orientación. La pinza puede entonces decidir automáticamente cuál es la mejor manera de recoger y colocar objetos para minimizar la necesidad de una intervención humana intensiva.

Con el objetivo de desarrollar pinzas robóticas que sean tan diestras como las manos humanas, el equipo ideó pinzas robóticas híbridas, que constan de tres o cuatro dedos suaves, que pueden reconfigurarse a pedido. Los dedos son accionados por aire y están equipados con un mecanismo de bloqueo novedoso para una rigidez ajustable. Han desarrollado tres tipos de sistemas híbridos de agarre robótico, casi como tres manos diferentes que son útiles en diferentes contextos.

El primero es GourmetGrip, que es adecuado para las tareas más granulares, como manipular bocadillos delicados del tamaño de un bocado o alimentos propensos a dañarse fácilmente como el tofu, y los envasa en cajas para llevar. Este modo de mano suave es reconfigurable para que pueda adaptarse a diferentes poses de agarre, así como a una variedad de restricciones de espacio. Cuando se monta en un brazo robótico industrial, GourmetGrip puede recoger y colocar alimentos a una velocidad comparable a la de un ser humano, y puede realizar estas tareas a un ritmo constante durante todo el día.

Cuando se compara con otras pinzas disponibles comercialmente, el sistema GourmetGrip puede ofrecer una mejora de alrededor del 23 por ciento en la eficiencia de agarre, con la capacidad de sujetar artículos con mayor rapidez y precisión. Hasta la fecha, el sistema GourmetGrip puede recoger con eficacia más de 50 alimentos diferentes, como pudín, rebanadas de pastel, verduras y frutas.

El segundo tipo de pinza se conoce como UnisoGrip, o Universal Soft Gripper, que es la solución de aplicación más amplia del equipo. Está diseñado para manejar productos empaquetados a lo largo de una línea de ensamblaje cuando generalmente se encuentran en la etapa final de colocarse en cajas para su envío y transporte.

Es capaz de expandir sustancialmente su rango de agarre y tiene dedos de agarre suaves y giratorios para un agarre delicado, así como una ventosa de vacío que le permite maniobrar objetos en posiciones más incómodas, como la esquina de un contenedor.

A diferencia de GourmetGrip, que tiene un rango de agarre similar al de una mano humana, UnisoGrip es significativamente más grande y puede manejar artículos de hasta 30 centímetros de ancho y un peso de hasta tres kilogramos, por lo que es más versátil para manejar una gran variedad de bienes de consumo. . También tiene una eficiencia de agarre un 20 por ciento más alta que otras pinzas disponibles en el mercado. Hasta la fecha, el sistema UnisoGrip puede recoger más de 30 tipos diferentes de bienes de consumo, como bebidas embotelladas, paquetes de café en polvo, paquetes de detergente rellenables y más.

El tercer tipo de pinza es totalmente personalizable, basado en las plataformas GourmetGrip/UnisoGrip, para adaptarse a las necesidades específicas del cliente y las limitaciones de espacio. Este enfoque ofrece una amplia variedad de opciones de agarre que pueden manejar objetos de diferentes formas, tamaños y materiales de embalaje.

La nueva empresa del equipo de NUS, RO+, ofrece a los socios comerciales diferentes opciones para implementar los sistemas de pinzas robóticas:se pueden agrupar con un brazo robótico o comprar individualmente, ya que las pinzas se pueden montar fácilmente en brazos robóticos comerciales para empresas que ya tienen su propio. RO+ también planea ofrecer una solución 4 en 1, que incluye la pinza, el brazo robótico, el módulo de visión artificial y el sistema transportador. El equipo también está en el proceso de mejorar la inteligencia de las pinzas a través del aprendizaje automático, donde el sistema se puede entrenar a través de una biblioteca en línea para aprender y optimizar continuamente el agarre de nuevos artículos.