Έφηβος κατασκευάζει προηγμένο ρομποτικό χέρι από κομμάτια Lego

Ένα ρομποτικό χέρι κατασκευασμένο από κομμάτια Lego από έναν 16χρονο και τον πατέρα του μπορεί να αρπάξει και να μετακινήσει αντικείμενα, παρουσιάζοντας ιδιότητες παρόμοιες με εκείνες μιας κορυφαίας ρομποτικής παλάμης.

Η ιδέα πίσω από τη δημιουργία

Ο Jared Lepora, μαθητής στο Bristol Grammar School στη Μεγάλη Βρετανία, ξεκίνησε την ανάπτυξη του χεριού όταν ήταν μόλις 14 ετών, με τη βοήθεια του πατέρα του, Nathan Lepora, ο οποίος εργάζεται στο Πανεπιστήμιο του Μπρίστολ. Το εγχείρημα αυτό δεν είναι απλώς ένα παιδικό παιχνίδι, αλλά μια εκπαιδευτική πρόκληση, συνδυάζοντας την αγάπη του Jared για τη ρομποτική και την επιρροή του πατέρα του που είναι καθηγητής ρομποτικής.

Τεχνολογία και καινοτομία

Η συσκευή δανείζεται αρχές από προηγμένα ρομποτικά χέρια, όπως το Pisa/IIT SoftHand, αλλά χρησιμοποιεί μόνο εξαρτήματα από το Lego Mindstorms, μια σειρά εκπαιδευτικών κιτ για την κατασκευή προγραμματιζόμενων ρομπότ. Ο Jared εξηγεί: «Ο πατέρας μου είναι καθηγητής ρομποτικής στο Πανεπιστήμιο του Μπρίστολ και μου άρεσαν πολύ τα σχέδια των ρομποτικών χεριών. Αυτό με ενέπνευσε να το κάνω σε εκπαιδευτικό πλαίσιο και με κομμάτια Lego.»

Λειτουργία και μηχανική

Το χέρι κινείται από δύο κινητήρες που χρησιμοποιούν τένοντες, και κάθε ένα από τα τέσσερα δάχτυλά του έχει τρεις αρθρώσεις. Ένας διαφορικός μηχανισμός από γρανάζια συμπλέκτη Lego συνδέει τα δάχτυλα, έτσι ώστε να κινούνται μαζί μέχρι να αγγίξουν ένα αντικείμενο, και στη συνέχεια να σταματούν, όπως ακριβώς συμβαίνει όταν οι άνθρωποι κρατούν αντικείμενα.

Δοκιμές και αποτελέσματα

Στις δοκιμές, το ρομποτικό χέρι από Lego κατάφερε να αρπάξει εννέα οικιακά αντικείμενα, όπως ένα πλαστικό ποτήρι και ένα μπολ, καθώς και ένα μαλακό παιχνίδι που ζυγίζει 0,8 κιλά. Ένα μόνο δάχτυλο στο χέρι μπορεί να κλείσει πλήρως σε περίπου 0,84 δευτερόλεπτα και να ανοίξει σε 0,97 δευτερόλεπτα – περίπου στο μισό χρόνο από ένα αντίστοιχο 3D-printed του Pisa/IIT SoftHand που χρησιμοποιεί μεταλλικά ρουλεμάν.

Σύγκριση με προηγμένα μοντέλα

Σε στατικές δοκιμές, ένα δάχτυλο του ρομποτικού χεριού από Lego μπορούσε να αντέξει φορτίο 5 newtons και να σπρώξει βάρος 6 newtons, με δύναμη κλεισίματος 1,8 newtons, σε σύγκριση με 8 newtons δύναμη φορτίου, 7 newtons δύναμη ώθησης και 2 newtons δύναμη κλεισίματος για την έκδοση 3D-printed. Ο Nathan σημειώνει: «Δεν πρόκειται ποτέ να αποκτήσεις ένα χέρι που να είναι τόσο καλό όσο ένα 3D-printed χέρι όσον αφορά τις δυνατότητές του, με ένα χέρι φτιαγμένο από Lego.» Το ρομποτικό χέρι από Lego είναι επίσης σημαντικά μεγαλύτερο: κάθε ένα από τα τέσσερα δάχτυλα έχει μήκος 145 χιλιοστά και πλάτος 30 χιλιοστά.

Η εξέλιξη του Lego Mindstorms

Παρόλο που το Lego Mindstorms διακόπηκε το 2022, ο Jared αναφέρει ότι η συσκευή μπορεί ακόμα να αναβαθμιστεί με διαφορετικά κομμάτια Lego. «Ο τρόπος με τον οποίο έχω υλοποιήσει τους κινητήρες, μπορούν εύκολα να αφαιρεθούν και να προστεθούν νέοι κινητήρες», λέει.