Onderzoekers hebben een baanbrekende robothand onthuld die in staat is om op de vingertoppen te lopen, de vingers naar achteren te buigen en objecten te manipuleren op manieren die voorheen onmogelijk waren voor traditionele, op mensen geïnspireerde ontwerpen. Deze ontwikkeling, gepubliceerd op 20 januari in Nature Communications, daagt conventionele robotica uit door prioriteit te geven aan functie boven anatomische nabootsing.
Breken met de menselijke vorm
Jarenlang heeft robotica zich grotendeels gericht op het repliceren van menselijke handbewegingen. Dit nieuwe ontwerp, geleid door Aude Billard van het Zwitserse Federale Instituut voor Technologie in Lausanne, wijkt bewust af van dat pad. Billard legt uit: “Het stelt mensen in staat om out-of-the-box te denken, om te heroverwegen wat het is om een hand of vinger te hebben.” De sleutel ligt in het gebruik van een genetisch algoritme – een machine learning-tool – om ontwerpen te simuleren en te optimaliseren die prioriteit geven aan behendigheid en aanpassingsvermogen.
Hoe het werkt: genetische algoritmen en geoptimaliseerd ontwerp
Het team gebruikte een genetisch algoritme om talloze ontwerpvariaties te testen en te simuleren hoe verschillende roboteigenschappen zouden presteren in realistische scenario’s. Dit proces leverde blauwdrukken op voor zowel vijf- als zesvingerige handen die objecten konden kruipen, grijpen en dragen. De resulterende ontwerpen werden vervolgens fysiek geconstrueerd en getest.
Onconventionele mogelijkheden
De robothand grijpt niet alleen; het past zich aan. In tegenstelling tot menselijke handen buigen zijn vingers gemakkelijk naar achteren, waardoor hij voorwerpen van beide kanten tegen zijn handpalm kan houden. Dit maakt taken mogelijk zoals het losschroeven van de dop van een fles en tegelijkertijd het stabiliseren van de container – iets waar een menselijke hand moeite mee zou hebben.
Op vingers lopen: een nieuw niveau van mobiliteit
Misschien wel het meest verrassend is dat de robothand zich kan losmaken van zijn mechanische arm en op vier of vijf vingers kan lopen, waarbij hij de resterende vingers gebruikt om voorwerpen vast te pakken en te dragen. Bij demonstraties schoot de hand over een oppervlak, pakte met één vinger een houten blok op en legde het terug op de arm. Deze mogelijkheid maakt hem bij uitstek geschikt voor het navigeren in besloten ruimtes en het ophalen van objecten waar mensenhanden niet bij kunnen.
Implicaties voor de toekomst van robotica
Matei Ciocarlie, een werktuigbouwkundig ingenieur aan Columbia University die niet betrokken is bij het onderzoek, noemt het “een mooi voorbeeld van wat je kunt bereiken als je robotontwerp benadert zonder te worden belast door alle beperkingen van de menselijke factor.” Dit onderzoek suggereert dat de toekomst van robotica misschien niet in een perfecte imitatie ligt, maar in het heroverwegen van wat een hand kan zijn. Het vermogen om los te komen van traditionele ontwerpbeperkingen opent mogelijkheden voor robots die in extreme omgevingen opereren, delicate taken uitvoeren of op geheel nieuwe manieren met mensen samenwerken.
Deze innovatieve aanpak belooft de reikwijdte van robottoepassingen uit te breiden en verder te gaan dan replicatie naar echte functionele innovatie.
