Роботизированная рука теперь может играть на пианино

роботизированная рука

Пианист нового поколения: роботизированная рука

Ученые и инженеры десятилетиями строили и программировали роботов, играющих на пианино. Но есть отличительная особенность в данной новой роботизированной руке, которая нажимает клавиши так, как обычно делают люди.

Вместо того, чтобы полагаться на сложную схему моторов, как десятилетия пианистов, рука, представленная в статье Science Robotics, работает пассивно, то есть ее пальцы не связаны по отдельности с какими-либо моторами. Вместо этого простая механическая рука контролирует только запястье, а остальная часть руки следует дизайну, вдохновенному человеческой анатомией.

Джози Хьюз, ведущий исследователь проекта Кембриджского университета прокомментировала, что их цель состоит в том, чтобы отойти от традиционного подхода робототехники.

Пока что рука далека от овладения Шопеном или Дебюсси. Но она вполне способна сыграть «Jingle Bells».

Данное исследование является еще одним шагом в разработке роботов, которые двигаются с нюансами человеческих тел, говорит Сесилия Ласки, профессор Института биообработки в Италии. Достижения в этой области могут когда-нибудь привести к появлению роботов, которые дадут возможность изучать природную среду или проводить медицинскую диагностику на ощупь.

Человеческая ладонь — прототип роботизированной руки

Для вдохновения Хьюз и ее команда обратились к человеческой руке. По мнению ученого, человек не просто обладает интеллектом в мозге — есть интеллект, распределенный по всему телу. Она также добавила, что большая часть «интеллекта проистекает из физической структуры и механики». По этой причине ее сотрудники разработали механическую руку с костями и связками, расположенными так, как они есть в природе.

Затем они изучали, насколько жесткими или мягкими должны быть разные компоненты. В отсутствие двигателей эти различные уровни создают сложность. Хьюз отметила, что они хотели проверить, насколько человеческая рука сильна, но способна выполнять легкие движения.

Исследователи изготовили руку с помощью 3D-принтера, который смешивал твердый пластик и мягкую резину в соотношениях для создания связок и суставов с различной степенью жесткости. Затем они прикрепили руку к руке робота, которая обычно используется на промышленных сборочных линиях.

Команда ученых разбила игру на фортепиано на три типа движений: удары одним пальцем, прыжки и скользящие движения большого пальца. Они использовали три музыкальных отрывка, чтобы оценить способности своего робота.

Согласно словам Хьюз, по сравнению со многими предыдущими пианистами, этот продемонстрировал гибкость в регулировке громкости, движениях большого пальца и игре как стаккато, так и легато. Она также планирует добавить датчики, двигатели и компоненты, которые действуют как сухожилия, что поможет создать более широкий диапазон поведения.

В конечном итоге она надеется создать робота, который сможет выразительно играть на пианино, а не просто сосредоточен на строгой точности. Хьюз считает, что игра на пианино — это, в первую очередь, искусство. И ее команда попытается привнести эту сложность, глубину и мастерство в поведение своего робота.