La mà destra amb 20-graus-de llibertat més petita del món, desenvolupada per l'empresa xinesa Encos

La mà hàbil amb 20-graus-de llibertat més petita del món, desenvolupada per l'empresa xinesa Encos

Una empresa amb seu a Nanjing-ha aconseguit un equilibri perfecte entre la mida i els graus de llibertat del seu producte, trencant amb el "triangle impossible" del rendiment del volum-graus de llibertat-. Aquesta mà destre, anomenada EC-DexHand-5F, no només compta amb 20 graus de llibertat actius, sinó que també és el model més petit disponible actualment al mercat!

Aquest producte va debutar amb èxit a la Conferència de la indústria de la robòtica humana i la intel·ligència encarnada de 2025 celebrada a Pequín el 15 d'abril.

La mà destre més petita de 20-graus-de llibertat:

La tecnologia de les mans destres presenta reptes importants, amb moltes afirmacions de la indústria sovint exagerades. Segons Robot Lecture Hall, nombrosos fabricants comercialitzen els seus productes com a "20 graus de llibertat" o "16+ graus de llibertat", però normalment especifiquen "12 graus de llibertat actius". Aquests productes generalment lluiten per obtenir el reconeixement d'empreses estrangeres i laboratoris universitaris.

El motiu rau en l'enginyeria mecànica, on els graus de llibertat es refereixen principalment al nombre de paràmetres de moviment independents necessaris perquè un mecanisme aconsegueixi un moviment específic. La majoria de les -anomenades mans destreses de 20-DOF del mercat no compleixen fonamentalment aquest estàndard, amb els seus veritables graus de llibertat limitats als graus actius especificats. En conseqüència, quan l'empresa sud-coreana de robòtica Tesollo va llançar la seva pinça humanoide de cinc dits Delto Gripper-5 Finger (DG-5F) el febrer d'aquest any, es va promocionar com el producte més petit del món amb 20 graus de llibertat autèntics independents.

En comparació amb el DG-5F de Tesollo, l'EC-DexHand-5F recentment llançat d'Inks no només té una mida més petita, el seu volum és idèntic al d'una mà adulta, sinó que també presenta una distribució de llibertat més alineada amb la mà humana. Aquest disseny facilita el funcionament remot de la mà destre per a la recollida de dades aprofitant altres dispositius per controlar l'estat de la mà humana.

Tècnicament parlant, les mans destreses robòtiques són molt més complexes que altres components robòtics, i aconseguir majors graus de llibertat en una empremta més petita no és una tasca fàcil. En el disseny de maquinari, la miniaturització dels graus de llibertat de cada articulació requereix equilibrar la compacitat amb la integritat estructural. Per exemple, els dits biònics han d'acomodar unitats d'accionament, mecanismes de transmissió i sensors mentre mantenen l'equilibri entre la força de sortida i la velocitat de resposta. La selecció de materials per a l'exterior també ha d'equilibrar la construcció lleugera amb la durabilitat, l'adaptabilitat i la rigidesa.

Els algorismes de programari s'enfronten a reptes encara més grans. La resolució d'equacions-en temps real per a mans destreses d'alt-grau--llibertat implica problemes d'optimització matemàtica altament redundants, que requereixen solucions viables ràpides mitjançant mètodes com el pseudoinvers de la matriu jacobiana o les xarxes neuronals. Per exemple, durant les operacions coordinades amb diversos-dits, es requereix una planificació dinàmica dels parells d'articulació per evitar l'auto-col·lisió alhora que s'adapta a diferents formes i pesos d'objectes-exigint recursos computacionals-en temps real extremadament elevats. A més, el control de la impedància requereix un modelatge precís de la rigidesa ambiental i els paràmetres d'amortiment, mentre que mantenir l'estabilitat sota pertorbacions dinàmiques continua sent un repte important.

L'enfocament d'Inks trenca amb les estructures convencionals mitjançant la implementació d'una innovadora solució conjunta miniaturitzada a l'EC-DexHand-5F. Cada articulació de dit activa està dissenyada com una unitat modular independent, que integra un motor, un reductor i un controlador. Aquest disseny de control d'accionament distribuït-permet muntar i desmuntar la mà destre amb la flexibilitat dels blocs de construcció. Evita les complexes cadenes de transmissió de múltiples articulacions que es troben en els dissenys tradicionals, com ara tendons entrellaçats o engranatges enllaçats, reduint així la complexitat mecànica general.

És previsible que l'EC-DexHand-5F ofereixi un rendiment superior en termes de vida útil i fiabilitat, gràcies a les seves juntes modulars i al disseny de refrigeració redundant. Inks va revelar que l'empresa ha planificat proves d'estrès de vida útil per a escenaris industrials i mèdics típics, amb un informe complet de verificació de la fiabilitat previst per al llançament el 2025. Aquest informe proporcionarà als usuaris de diferents camps criteris de selecció quantificables. Tot i que les dades de vida útil final requereixen validació mitjançant proves operatives del món real, basades en proves de laboratori d'envelliment accelerat i el rendiment històric de mòduls comparables, també s'espera que el producte d'Inks ofereixi una durabilitat impressionant.