Engenheiros de Cingapura constroem dedos robóticos com pegada delicada

Engenheiros da Universidade Nacional de Cingapura (NUS) construíram um sistema de robótica que dizem ser capaz de segurar vários objetos, desde macios e delicados até volumosos e pesados. Projetada para ser configurável, a mão robótica foi projetada para atender às necessidades de setores como agricultura vertical, montagem de alimentos e embalagens de bens de consumo de movimento rápido, e com uma melhoria de 23% na eficiência.

Essas indústrias estavam automatizando cada vez mais suas operações, mas atualmente exigiam manuseio manual para alguns processos, de acordo com NUS. A destreza natural da mão humana permaneceu necessária para essas tarefas.

Rave Yeow, professor associado do NUS Advanced Robotics Center e do Departamento de Engenharia Biomédica, disse: “A forma, a textura, o peso e o tamanho de um objeto afetam a forma como escolhemos prendê-lo. Esta é uma das principais razões pelas quais muitas indústrias ainda dependem fortemente em trabalho humano para embalar e manusear itens delicados. “

Para resolver isso, as garras robóticas podem ser construídas com três ou quatro dedos impressos em 3D que são macios e flexíveis e assentam em uma base reconfigurável. Os dedos são movidos a ar e armados com um mecanismo de travamento que permite ajustar o nível de rigidez.

O sistema robótico é guiado por tecnologias de visão computacional e aprendizagem profunda, para que possa identificar os tipos de objetos e determinar sua orientação. Em seguida, ele decide automaticamente a melhor forma de escolher e posicionar os objetos para reduzir a necessidade de intervenção humana pesada.

“Nossa tecnologia de garras robóticas híbridas revoluciona as tarefas tradicionais de pick-and-place, oferecendo recursos avançados que permitem que os robôs interajam com segurança com itens delicados de várias formas, tamanhos e rigidez, assim como a mão humana”, disse Yeow, que liderou o projeto.

De acordo com a NUS, o sistema de garras é configurável “sob demanda” e pode ser equipado com três opções de garras que atendem a diferentes usos.

O GourmetGrip, por exemplo, é adequado para tarefas granulares, como manusear alimentos delicados do tamanho de uma mordida ou produtos que estão sujeitos a danos, incluindo tofu, e embalá-los em caixas para viagem. Descrito como um “modo de mão suave”, esta opção pode suportar diferentes posses de empunhadura e operar dentro de várias restrições de espaço.

Montado em um braço robótico industrial, o GourmetGrip podia escolher e colocar alimentos em uma velocidade comparável à de um humano, e com consistência ininterrupta, disse a NUS. A universidade acrescentou que este modo de sistema entregou uma melhoria de 23% na eficiência de preensão em comparação com outras garras disponíveis comercialmente, segurando itens mais rápido e com maior precisão.

O GourmetGrip atualmente é capaz de coletar mais de 50 tipos de alimentos, incluindo pudim, bolos fatiados e frutas.

Outra opção de garras, a Universal Soft Gripper (UnisoGrip) é adequada para o manuseio de produtos embalados em linhas de montagem, principalmente quando esses produtos estão na fase final de acondicionamento nas caixas para envio. Esta opção, que se espera ser a mais flexível em termos de aplicação de tarefas, pode ser substancialmente expandida em sua faixa de empunhadura, disse a NUS. O sistema é maior se comparado ao GourmetGrip e manuseia itens que medem até 30cm de largura e pesam até 3kg.

O UnisoGrip também possui garras macias giratórias, adequadas para produtos delicados, e uma ventosa de sucção a vácuo que permite ao sistema navegar por espaços mais apertados ou projetos colocados de maneira inadequada, como o canto de uma caixa de transporte. Até o momento, ele pode pegar mais de 30 tipos de bens de consumo, incluindo embalagens de café em pó, embalagens recarregáveis ​​de detergentes e bebidas engarrafadas.

Os clientes também podem construir um sistema de fixação baseado em GourmetGrip e UnisoGrip, e totalmente personalizado para seus requisitos de negócios e restrições de espaço, de acordo com a NUS. Na verdade, um sistema foi feito sob medida para o fabricante com sede em Cingapura, People Bee Hoon Factory, que produz aletria de arroz. Ele encarregou a equipe da NUS de construir um sistema que foi otimizado para embalar pacotes de aletria de arroz em caixas de papelão.

O diretor da People Bee Hoon Factor, Desmond Goh, disse: “A maioria de nossa equipe existente é formada por trabalhadores maduros, então buscamos explorar novas tecnologias que possam aliviar a carga de trabalho de nossa equipe existente e, ao mesmo tempo, aumentar sua produtividade. Selecionamos essa tecnologia porque é capaz para atender ao nosso propósito e fornecer flexibilidade para as diferentes implantações de que necessitamos. “

Os engenheiros da NUS, por meio de sua startup RoPlus (RO +), agora procuram comercializar o produto. Eles estão tentando oferecer aos potenciais parceiros comerciais várias opções de implementação do sistema robótico, seja junto com um braço robótico ou vendido individualmente para clientes que já possuem seus próprios braços robóticos comerciais, que então podem ser montados no sistema de garras.

Uma oferta completa de produtos compreendendo a garra, braço robótico, recursos de visão por computador e sistema de transporte também estará disponível.

Os engenheiros da NUS estão trabalhando atualmente para expandir a capacidade do sistema de reconhecer mais itens, usando aprendizado de máquina e uma biblioteca online para treinar o sistema.

RO + é financiado pelo Programa de Inovação em Pesquisa de Pós-Graduação da NUS, que semeia startups fundadas por professores e pesquisadores da universidade. A equipe inclui os pesquisadores Low Jin Huat, Khin Phone May e Chen Chao-Yu, bem como o estudante de graduação Han Qian Qian.

A pesquisa que impulsionou o sistema de garras também foi apoiada pelo Programa Nacional de Robótica e pela Agência de Ciência, Tecnologia e Pesquisa de Cingapura.

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