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Mani abili

La mano dell'uomo è considerata ancora il riferimento per antonomasia per quanto concerne la flessibilità degli utensili di presa. Specie per quanto riguarda la robotica di assistenza e servizio, i manipolatori umanoidi che consentono la massima varietà di varianti di presa saranno sempre più richiesti in futuro. Inoltre, il fattore della fattibilità economica sta crescendo di importanza.

Mani abili
Mentre un tempo le pinze venivano progettate per l'automazione industriale sulla base della robustezza, della longevità e delle prestazioni, con le mani di presa, la focalizzazione è sull'aspetto della flessibilità del movimento. Più stretta è la collaborazione tra uomo e robot, maggiore sarà la rilevanza delle mani umanoidi a 5 dita.

"In casi estremi, uomo e robot di servizio condivideranno la stessa postazione di lavoro, inclusi tutti gli utensili e l'apparecchiatura ausiliaria" spiega il dott. Martin May, Responsabile di Tecnologia Avanzata di Ricerca presso SCHUNK. Precisamente per questo motivo, SCHUNK ha già certificato la mano a 5 dita SVH dal DGUV come la prima pinza al mondo per il funzionamento collaborativo nel 2017.

Grazie a un totale di nove comandi, le sue cinque dita possono eseguire le operazioni di presa più svariate. Inoltre, la sua ricca gestualità può semplificare la comunicazione visiva tra uomo e robot di servizio, aumentando così il livello di gradimento per l'impiego nel campo umano.

Condivisione di un banco con un robot

"Nei nostri progetti di ricerca abbiamo potuto constatare come la mano dell'uomo sia molto più che un semplice strumento altamente flessibile per la manipolazione. Diversamente dalle pinze industriali, gli utenti associano sempre aspetti emotivi alle mani di presa umanoidi" spiega il dott. May. "Le mani di presa sono sempre richieste ogniqualvolta un robot è chiamato a imitare metodi di manipolazione umana".

Ciò riguarda manipolazione e gesti. Nei suoi progetti di ricerca, SCHUNK si è focalizzata in particolare su applicazioni domestiche della robotica di servizio e su applicazioni orientate all'assemblaggio in robot di assistenza industriali. "Le mani di presa sono un'opzione sensibile ogniqualvolta l'ambiente di un'attività è configurato per un uomo che deve essere assistito da un robot, ad esempio in cucine domestiche ma anche nelle postazioni di assemblaggio industriali o nelle applicazioni di prelievo e logistica".

Varianti differenti

In linea con le applicazioni rilevanti, SCHUNK possiede diverse mani di presa nel suo portafoglio, a partire dalla mano a 2 dita ridotta alle funzioni base di presa per robot di servizio, alla mano a 3 dita conforme ai requisiti dell'industria SCHUNK SDH e alla complessa mano a 5 dita SCHUNK SVH. L'ultimo modello, SCHUNK SIH, è allo stesso modo equipaggiato con cinque dita con una struttura simile alla mano dell'uomo, ma differisce da SVH sostanzialmente in termini di azionamento e cinematica.

Mentre SVH, che è azionata da nove motori, presenta i tipici aspetti di una mano robotica che esegue lavori di precisione, SIH, che è equipaggiata con cinque motori e azionata mediante cavi di trazione, è molto più basata sulla sua controparte umana, con le sue vene e i suoi muscoli. Tre delle sue dita possono essere mosse indipendentemente l'una dall'altra e le due più piccole, a loro volta, si spostano assieme in gruppo.

Ne consegue che SIH può essere impiegata più flessibilmente di altre mani di presa con meccanismi di cavi di trazione disponibili sul mercato e, allo stesso tempo, è più robusta ed economica. Secondo Martin May, quest'ultimo aspetto in particolare è stato un requisito chiave per il progetto di ricerca, particolarmente per quanto riguarda le applicazioni dei robot di servizio in ambienti domestici; una gestione severa dei costi è un must per avere successo sul mercato.

Per raggiungere l'obiettivo di mani a 5 dita affidabili e facili da far funzionare per applicazioni versatili, SCHUNK attinge all'esperienza della bionica oltre che agli ultimi concept di motori ed elettronica. Utilizzando il controllo intelligente della pinza, si possono realizzare un'ampia serie di progetti di presa tramite un'interfaccia facile da usare, senza doverli programmare con precisione.

Sistemi di presa autonomi

Nei suoi Smart Labs SCHUNK compie un passo avanti Oltre a essere dedita al componente di presa e al processo di presa nel complesso, SCHUNK è alla ricerca di modi per gestire i compiti di manipolazione in maniera autonoma. Una programmazione complessa del robot, che finora doveva essere effettuata manualmente dall'utente o dall'integratore, sarà sostituita in futuro da un assieme di componenti autonomo, in apprendimento.

Anziché definire singolarmente posizioni, velocità e forze di presa passo dopo passo, i sistemi di presa intelligenti rileveranno in futuro i loro obiettivi mediante telecamere ed eseguiranno la pianificazione di presa per proprio conto. Sulla base dei dati registrati e di algoritmi, i sistemi di presa saranno in grado di rilevare principi e di derivare reazioni corrispondenti.

Inoltre, SCHUNK R&D sta lavorando su algoritmi per classificare geometrie e sistemazioni diverse e sviluppare strategie di presa ottimali. I sistemi di presa dovrebbero essere capaci di manipolare le parti autonomamente e di rifinire ulteriormente i flussi soggiacenti di presa.

Valutazione autonoma della qualità di presa

Maggiore è la varianza delle parti da afferrare e maggiore la complessità del compito e più presto le mani di presa saranno impiegate qui.

Grazie a corrispondenti sistemi di sensori nelle dita delle pinze, la corrente del motore e l'intelligenza integrata nella mano di presa, sarà possibile rilevare e valutare la qualità di una presa, per adattarla, se necessario. Inoltre, le caratteristiche di oggetti come geometria, dimensioni o flessibilità possono essere rilevate mediante la pinza soltanto e trasferite a sistemi di livello superiore o da stazioni upstream/downstream.

"Utilizzando metodi di intelligenza artificiale, sarà possibile formare robot di servizio e assistenza in maniera intuitiva, creare librerie individuali per la pianificazione della pinza e aggiungerle agli stessi" spiega Martin May.

"In particolare le mani di presa per l'uso versatile non saranno più impiegate per compiti ripetitivi, ma potranno continuamente essere adattate a nuovi oggetti e relazioni e le loro strategie di presa ottimizzate su base regolare".

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