Destaque

Na Espanha, pesquisadores desenvolvem mão mecatrônica para comunicação gestual

Fonte

UPM | Universidade Politécnica de Madri

Data

sábado. 1 abril 2023 15:55

A chamada ManoPla é uma mão robótica cujo objetivo é a comunicação gestual, concebida e desenvolvida por pesquisadores do Centro de Automação e Robótica (CAR) da Universidade Politécnica de Madri (UPM) e do Conselho Superior de Investigação Científica (CSIC), na Espanha. O seu design é natural, autônomo e de baixo peso e, com este objetivo, foram adotadas soluções criativas em seu desenvolvimento. A ManoPla permitirá que robôs de guia ou assistência transmitam, de forma mais natural, ênfases, sentimentos e emoções, enriquecendo assim a comunicação humano-robô.

Na robótica social, procura-se particularmente uma interação amigável e natural com o ser humano. Numa conversa com outra pessoa, a comunicação gestual pode ser tão rica e até mais enfática do que a comunicação verbal. Por esta razão, na última década, houve muitos desenvolvimentos e pesquisas que focaram esta capacidade interativa do robô. Por exemplo, na Escola Técnica Superior de Engenharia e Desenho Industrial da UPM (ETSIDI) foi desenvolvido um robô social humanoide chamado ‘Hidalgo’ e, para ele, decidiu-se desenhar uma mão robótica que fosse bastante semelhante à mão humana em termos de movimentos: a ManoPla.

A ManoPla é um protótipo funcional com 17 articulações controláveis ​​mais 4 passivas. As quatro articulações dos dedos são acionadas por meio de três motores. O polegar, pela sua singularidade, controla as quatro articulações com as quais foi modelado. Além disso, a palma pode dobrar, conseguindo emular de forma excepcional a morfologia humana e seus movimentos com naturalidade. Dado que o ManoPLA é completamente autônoma, tanto para os sistemas de atuação como para o controle – ela tem o seu próprio microcontrolador para regular todos os movimentos e medir e apresentar a informação- o problema físico mais relevante que se coloca é a limitação de espaço.

A utilização de métodos de projeto mecatrônicos que compartilham os três campos abordados (mecânica, eletrônica e programação) permitiu desenvolver o protótipo final totalmente funcional. Por exemplo, a placa eletrônica é estrutural, e inclusive tem todos os sensores possíveis integrados, adaptando a mecânica dos dedos e dos sensores para que isso seja possível. Além disso, soluções específicas foram desenvolvidas para obter atuações elásticas com transdutores de juntas ópticas de configuração e design novos e específicos.

O design do software foi estudado em detalhes para obter controle absoluto da mão robótica. Graças à programação de baixo nível do microcontrolador, foi possível otimizar os ciclos de execução e controlar as frequências de processamento de cada um dos elementos. Finalmente, deve-se notar que a aparência externa da mão também não é meramente decorativa. Cada uma das peças tanto dos dedos quanto da palma fazem parte de algum mecanismo interno, então a aparência final está totalmente ligada pela funcionalidade. No total, a ManoPLA pesa apenas 250 gramas, integra 17 motores e 17 sensores, e possui 22 articulações, com sua respectiva eletrônica de potência e sistemas de controle. A única coisa que não integra é uma bateria, pois considera-se que sempre terá que ser suportada por um braço robótico através do qual chega a energia necessária para o seu funcionamento.

Os testes de impacto, mobilidade e preensão realizados têm despertado interesse na área da robótica social. Parte do seu desenvolvimento foi publicado na revista científica International Journal of Social Robotics.

Acesse o resumo do artigo científico (em inglês).

Acesse a notícia completa na página da Universidade Politécnica de Madri (em espanhol).

Fonte: UPM.

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