Mäkký robotický rukáv chce poskytnúť lepšie virtuálne dotyky

Autor:: Roman Mališka
Zverejnené:: 3. 1. 2025
Hodnotenie:
Už ste hlasovali.

Aby prostredie virtuálnej reality (VR) vyzeralo ako skutočné, určite pomôže, ak vo virtuálnom svete zažijeme pocit dotyku. Špeciálny robotický rukáv by to ľuďom mohol čoskoro umožniť lepšie, pričom by namiesto elektromotorov používal len vzduch.

Vo väčšine systémov s hmatovou spätnou väzbou je pocit dotyku riadený sústavou malých aktuátorov motorického typu, ktoré vibrujú proti pokožke používateľa. V závislosti od intenzity, trvania a sekvencie týchto vibrácií je možné simulovať pocity, ako je poklepanie, pohladenie alebo stlačenie.

Jedna alternatíva zahŕňa výmenu motorov za ľahšie, menej zložité a energeticky účinnejšie nafukovacie elastomérové vrecká. Tieto pneumatické pohony simulujú dotyk selektívnym nafúknutím a roztiahnutím, pričom pri tom tlačia na pokožku. Aby boli aktuátory dostatočne stlačené smerom nadol, je potrebné zabrániť ich roztiahnutiu v iných smeroch, keď sú nafúknuté.

Výsledkom je, že takéto systémy sú často začlenené do relatívne objemných exoskeletov s pevnými časťami, ktoré riadia expanziu vreciek. Tu prichádza na scénu nový systém Haptiknit. Vyvíja ho tím zo Stanfordskej univerzity pod vedením prof. Allison Okamurovej v spolupráci s kolegami z MIT.

Nastavenie je v súčasnosti demonštrované vo forme prototypového rukáva, ktorý obsahuje celkovo osem pneumatických pohonov usporiadaných v dvoch radoch po štyroch. Každé vzduchové vrecko je možné individuálne nafúknuť a vyfúknuť pomocou tenkej hadičky vedúcej k pumpe napájanej z batérie.

Hlavné telo rukáva bolo vyrobené pletením nylonových a bavlnených vlákien. Termoplastické vlákna však boli dodatočne použité v kruhových sekciách, v ktorých sú umiestnené aktuátory. Aplikáciou tepla na tieto oblasti po dokončení procesu pletenia vedci spôsobili, že sa termoplastické vlákna roztavili a potom po ochladení stuhli. Tieto oblasti potom tvorili pevné kryty pre aktuátory, ktoré smerovali ich expanziu dole smerom k pokožke nositeľa.

„Výzvou v oblasti mäkkej robotiky je, ako spojiť niečo tvrdé a niečo mäkké – majú tendenciu sa delaminovať,“ hovorí Okamurová. „Ale uvedenie týchto vlákien do pletenia umožňuje úplne bezproblémový prechod od častí, ktoré sú tvrdé, k častiam, ktoré sú mäkké, pretože je to jedna súvislá tkanina.“

Pri hodnotení technológie bola na 32 dobrovoľníkoch testovaný robotický rukáv Haptiknit a podobná sústava ôsmich motorizovaných aktuátorov. Zistilo sa, že so systémom Haptiknit boli testované osoby lepšie schopné určiť miesta jednotlivých virtuálnych ťuknutí na ruku. Rukáv bol tiež úspešne použitý na dodanie virtuálneho pocitu hladenia postupnou aktiváciou vrecúšok jeden po druhom. A čo viac, pretože účastníci opísali zariadenie ako pohodlné a ľahko použiteľné, technológia by nakoniec mohla nájsť využitie v aplikáciách mimo VR.

„Či už je účelom zábava, komunikácia, školenie alebo fyzická pomoc, tieto nositeľné zariadenia skutočne privádzajú k veciam, ktoré by ľudia mohli skutočne chcieť používať vo svojom každodennom živote,“ hovorí Okamurová.

Výskum je opísaný v článku, ktorý bol nedávno publikovaný v magazíne Science Robotics. Vo videu, ktoré si môžete pozrieť na začiatku článku alebo priamo TU, môžete vidieť robotický rukáv pri stlačení ruky.