Spretni roboti Engleski pojam dexterity (spretnost) star je koliko i povijest robotskih ruku ili još točnije robotskih mehaničkih prihvatnica (engl. end-effector). Tek odnedavno pojam spretnosti koristi se i za opis hodajućih robota. Dvoprstne prihvatnice svojom pojednostavljenom konstrukcijom oponašale su posebnost ljudske šake: antagonistički prihvat predmeta palcem i kažiprstom. Njihovo korištenje bilo je vrlo rašireno pa ih se zatiče kao zaštitni znak mnogih prvih društava za industrijsku robotiku. Pridjeljivanje svojstva “spretnosti” mehanizmu i danas zvuči neobično jer tradicionalno opisuje sposobnost životinja. Definicija strojnu spretnost opisuje kao “vještinu upotrebe ruku” ili “postupak rukovanja (baratanje) objektom iz jedne konfiguracije prihvata u drugu konfiguraciju pri čemu više manipulatora ili prstiju surađuje kod prihvata i manipuliranja s njim”. Spretnost nema egzaktnu formulu. To je kvalitativan opis. Govori se o indeksu spretnosti, a razrađena je i taksonomija mogućih prihvata za prihvatnice s pet prstiju. Nedostatak egzaktnosti nadoknađen je postojanjem idealnog i univerzalnog sredstva spretne manipulacije, a to je ljudska petoprstna šaka. Povećanje spretnosti robotske petoprstne šake velik je razvojni cilj robotike. Njegovim dostizanjem proširio bi se prostor korištenja, kako industrijskih tako i servisnih robota. Za izvršavanje jednostavnih pick and place (prihvati i prenesi) zadataka koji ne traže veliku
SVIJET ROBOTIKE
spretnost pri manipulaciji jeftinije je primijeniti dvoprstnu prihvatnicu, a za posebne zadatke konstruirati specijalizirane prihvatnice sa što manje zglobova, senzora i motora. Zbog toga na tržištu ima mnoštvo robotskih prihvatnica funkcionalno ograničenih i jednostavnih konstrukcija. Indeks njihove spretnosti primjeren je zadatku, a omogućuju visoku preciznost i ponovljivost prihvata. Nasuprot tome, ljudska šaka je univerzalna prihvatnica sposobna izvoditi mnoštvo poslova teških za robote. Brojni su motivi razvoja univerzalne spretne prihvatnice nalik ljudskoj šaci. Najspretnija robotska ruka služila bi kao unificirani manipulator opće namjene. Npr. sve je više androidnih robota s petoprstnim šakama. Kod proteza ruke i na rehabilitacijskim uređajima čovjekolikost prihvatnica je očekivana. Teleoperacijsko upravljanje rukama na daljinu uvjetuje čovjekoliki mehanizam na udaljenom robotu koji ponavlja radnje ruke operatera. Potreba za prihvatnicama povećane spretnosti postoji zbog toga što su u nekim poslovima manipulacijski roboti i danas izrazito nespretni. Predmeti koje prvi put susreću “ispadaju im iz ruku” iznad razine toleriranja. Brzorastuća e-trgovina zbog cijene usluge ima potrebu upravo za robotskim rukama koje su spretne u rukovanju paketima različitih veličina i težina. U tom poslu najvažnija je percepcija predmeta i određivanje ispravnog prihvata.
KONSTRUKCIJSKA SPRETNOST PRIHVATNICA. Prihvatnice (slika lijevo) s dva paralelna prsta koriste koncept prihvata antagonističkim prstima (palac i kažiprst). Zbog jednostavnosti bile su lake za upotrebu i vrlo učinkovite, ali su imale nisku spretnost. Spretnost je kooperativna manipulacija između više manipulatora (primjerice dvije ruke) ili prstiju na istoj šaci. Kompleksne šake s pet prstiju imaju veliku potencijalnu spretnost (slika u sredini). No složeno upravljanje kao i skupoća i do danas onemogućavaju njihovu primjenu. Najspretnija robotska ruka služila bi kao manipulator opće namjene za obavljanje najraznovrsnijeg skupa zadataka po ugledu na ljudsku ruku na crtežima Holbacha (slika desno).
33
