Ręka, która może zmienić naszą przyszłość. Dlaczego inżynierowie uparcie starają się stworzyć idealną dłoń dla robota?
Udostępnij przez:
Gdy mówimy o robotyce często mamy na myśli metalowe ramiona, drony lub automatyczne pojazdy. Jednak to, co może naprawdę odblokować kolejny etap automatyzacji, to po prostu… dłoń. Tak, właśnie ta część ciała człowieka, której konstrukcja przez miliony lat ewoluowała, stanowi dziś największą barierę dla rewolucji humanoidalnych robotów. Jaj wielkie znaczenie ma to dla branży? Sprawdźmy.
Dlaczego dłoń robota to tak skomplikowany problem?
W świecie robotyki przez lata najwięcej uwagi poświęcano temu, by maszyny potrafiły chodzić, utrzymywać równowagę czy dźwigać ciężary. Jednak, jak zauważa raport Morgan Stanley, prawdziwy przełom nie nastąpi, dopóki roboty nie nauczą się w pełni władać… własnymi dłońmi. To właśnie one mają stać się kluczem do upowszechnienia humanoidalnych maszyn.
Ludzka dłoń to arcydzieło natury. Składa się z dziesiątek mięśni, stawów i ścięgien, które współpracują w sposób niemal doskonały. Każdy ruch, nawet najprostszy gest, to wynik skomplikowanego układu sił, napięć i reakcji sensorycznych.
Przełożenie tego na język maszyn stanowi olbrzymie wyzwanie. Inżynierowie próbują zastąpić mięśnie silnikami, a nerwy gęstą siecią czujników. Problem w tym, że mechaniczne rozwiązania są wciąż zbyt sztywne lub zbyt delikatne. Dłoń robota potrafi więc z łatwością unieść cegłę, ale ma trudności w podniesieniu filiżanki lub długopisu.
Kluczowe okazuje się czucie. Robot, który nie potrafi wyczuć oporu ani naprężenia, działa jak ktoś w grubych rękawicach. Dlatego naukowcy na całym świecie eksperymentują już ze sztuczną skórą, która mogłaby reagować na dotyk podobnie jak u ludzi. W laboratoriach Northwestern University opracowywane są już prototypy dłoni wyposażone w specjalne czujniki przewodnictwa, pozwalające maszynie wyczuć siłę nacisku czy poślizg przedmiotu.
To właśnie dzięki takim rozwiązaniom roboty przyszłości będą mogły wykonywać nie tylko ciężkie prace na liniach produkcyjnych, ale też delikatne, wymagające precyzji czynności. W przyszłości będą mogły pomagać osobom starszym, opiekować się dziećmi, czy działać w miejscach, gdzie człowiek nie może przebywać.
Jedna dłoń a tak wielki potencjał rynkowy
Szacunki Morgan Stanley wskazują, że pokonanie problemu dłoni robotycznej może odblokować globalny rynek o wartości nawet 5 bilionów dolarów do roku 2050. Konwertując na złotówki jest to kwota rzędu kilkudziesięciu bilionów złotych. To nie tylko suche liczby, przekładają się one na nowe możliwości automatyzacji, miejsca pracy, a tak naprawdę na cały przemysł.
Jak zauważa prof. Ed Colgate, poprawa zręczności robotów może dać dostęp firmom MSP do narzędzi automatyzacji niedostępnych dotąd. W efekcie możemy być świadkami powstania nowych modeli biznesowych. Warto także dostrzec implikacje społeczne. Przy starzejącym się społeczeństwie i rosnącym deficycie rąk do pracy w wielu branżach, roboty wyposażone w prawie ludzkie dłonie mogą stanowić realne wsparcie, a jednocześnie zmuszą do redefinicji pracy człowieka i kompetencji przyszłości.
Ale co to oznacza w praktyce?
Inżynierowie i naukowcy podkreślają, że przed nimi co najmniej kilkanaście trudnych zagadnień do rozwiązania. Od materiałów – takich jak elastyczna, odporna na naprężenia sztuczna skóra, znana również z eksperymentów przy budowie nowoczesnych dronów czy robotów serwisowych – po miniaturyzację napędów i czujników, które przypominają te stosowane w urządzeniach mobilnych czy komputerach przemysłowych.
Do tego dochodzą zaawansowane algorytmy sztucznej inteligencji, uczące roboty adaptacyjnego chwytu i precyzyjnej manipulacji w środowiskach rzeczywistych. W jednym z projektów open source – ORCA Hand – naukowcy opracowali antropomorficzną dłoń o 17 stopniach swobody, której koszt nie przekroczył 9 000 zł. Takie rozwiązania mają sprawić, że robotyka stanie się bardziej dostępna – podobnie jak niegdyś komputery osobiste czy systemy sterowania w dronach.
Nie można też pominąć kwestii bezpieczeństwa. Roboty współpracujące z ludźmi muszą działać przewidywalnie i reagować błyskawicznie – tak jak autonomiczne samochody czy drony wyposażone w sensory zderzeń. Każdy ruch robota powinien być przemyślany i kontrolowany, by uniknąć potencjalnych uszkodzeń. Z kolei aspekt ekonomiczny pozostaje równie istotny. Badania akademickie to jedno, ale przekształcenie prototypów w produkty gotowe do masowej produkcji wymaga opracowania tańszych komponentów i zunifikowanych standardów.
Na dodatek zakres zadań, w których specjalistyczna dłoń robota będzie użyteczna, musi być jasno określony. Pamiętajmy o tym, że roboty do pomocy w domu mogą mieć inne wymagania niż te w fabrykach. Innymi słowy – choć cel podróży jest jasno określony, sama droga zawiera jeszcze sporo postojów.