Para peneliti telah mengembangkan sistem robot lunak yang dapat disesuaikan yang menggunakan udara terkompresi untuk menghasilkan perubahan bentuk, getaran, dan umpan balik haptic, atau taktil lainnya dalam berbagai konfigurasi. Perangkat ini memiliki janji yang signifikan untuk aplikasi dalam realitas virtual, terapi fisik, dan rehabilitasi.
Berbeda dengan konfigurasi kemungkinan yang serba guna dan agak kompleks, desain kerangka kerja digit, yang dikembangkan di lab robotika yang dapat dikonfigurasi ulang di School of Engineering EPFL, relatif sederhana. Setiap konfigurasi terbuat dari beberapa modul – atau digit – yang terdiri dari tautan kaku yang bergabung dengan sambungan fleksibel. Sambungan ini dikendalikan oleh kantong udara bertekanan untuk mengubah bentuk dan kekakuan modul.
Dalam sebuah studi yang baru -baru ini diterbitkan di Sistem cerdas canggih Kepala robotika robotika yang dapat dikonfigurasi ulang Jamie Paik dan timnya menyajikan dua digit konfigurasi – Tangiglove yang dapat dikenakan dan Tangiball genggam – menunjukkan keserbagunaan kerangka kerja mereka.
“Antarmuka haptic, atau taktil, dapat meningkatkan pengalaman realitas virtual dengan meniru sentuhan dunia nyata, dan mendukung rehabilitasi melalui sistem interaktif. Tetapi ada kebutuhan nyata untuk desain yang lebih umum dan metode kontrol yang lebih umum,” jelas kandidat PhD dan penulis pertama Serhat Demirta.
Berkat desain modularnya, kerangka kerja digit berpotensi untuk berbagai aplikasi, termasuk pelatihan otot progresif dan pemulihan motorik serta konfigurasi yang berbeda untuk antarmuka haptic di lingkungan virtual.
Mencocokkan kekayaan sensorik sentuhan manusia
Tidak seperti indera manusia lainnya seperti penglihatan dan pendengaran, yang sebagian besar pasif, rasa sentuhan membutuhkan tindakan yang kompleks, seperti menggosok atau menggenggam, untuk memahami tekstur, suhu, berat, bentuk, atau kekakuan. Oleh karena itu, teknologi haptic sering dikembangkan untuk penggunaan atau aspek sentuhan, karena sangat sulit untuk menciptakan sistem yang dapat menggabungkan kemampuan beradaptasi dan skalabilitas dengan pengalaman haptic yang hidup.
Tujuan kami dengan modul digit adalah untuk mendefinisikan kembali interaksi mesin manusia melalui robot yang dapat dikonfigurasi ulang yang menyesuaikan bentuk, kekakuan, dan umpan balik haptic mereka.
Jamie Paik
Kerangka Digit memenuhi tantangan ini berkat teknologi robotika tanda tangan yang dapat dikonfigurasi ulang dari lab Paik. Hebatnya, ini mencakup dua kategori utama konfigurasi robot: rantai tertutup dan rantai terbuka. Sementara struktur rantai terbuka terdiri dari serangkaian tautan terhubung yang ditetapkan di satu ujung, seperti lengan robot, konfigurasi rantai tertutup biasanya memiliki desain loop dengan dua ujung yang tetap. Oleh karena itu, rantai terbuka Tangiglove menyerupai exoskeleton, yang dapat digunakan untuk memberikan umpan balik kekakuan kepada pemakainya. Sementara itu, rantai tertutup Tangiball memiliki empat digit terhubung yang dapat mengasumsikan hingga delapan bentuk yang berbeda – mulai dari kubus hingga bola – selain memberikan umpan balik kekakuan. Kedua perangkat juga dapat menghasilkan getaran.
Selain desain modularnya, kerangka kerja digit terkenal karena fokusnya pada aktuasi berbasis pneumatik (udara terkompresi), yang merupakan area robotika yang tidak dieksplorasi untuk pengalaman haptic yang dipersonalisasi. Untuk menutup celah ini, para ilmuwan memperluas perangkat lunak robotika open-source Feelix, memungkinkan pengguna untuk membuat profil interaksi haptic pneumatik khusus. Sistem berbasis pembelajaran mesin dapat merasakan perubahan yang diinduksi sentuh dalam modul digit dan membuat interaksi intuitif yang cerdas dan cerdas-tanpa pengkodean yang diperlukan.
Tim sudah memiliki rencana untuk mengembangkan potensi rehabilitasi teknologi dengan mengevaluasi skenario terapi dan kegunaan jangka panjang. Mereka juga menyelidiki berbagai aplikasi yang lebih luas melalui konfigurasi baru, terutama yang memanfaatkan transisi cepat perangkat antara berbagai, dimensi, bentuk, dan kekakuan – prasyarat penting untuk interaksi waktu nyata di lingkungan virtual dan augmented.
“Tujuan kami dengan modul Digit adalah untuk mendefinisikan kembali interaksi mesin manusia melalui robot yang dapat dikonfigurasi ulang yang menyesuaikan bentuk, kekakuan, dan umpan balik haptic mereka. Kemampuan beradaptasi ini mendukung realitas virtual yang lebih nyata, rehabilitasi yang efektif, dan pengalaman yang lebih kaya untuk semua orang – terlepas dari ukuran, kemampuan, dan kebutuhannya,” Paik ditekankan.
Referensi
Demirtas, S., Van Oosterhout, A., Kadungampararik John, R. dan Paik, J. (2025), umpan balik haptic yang dapat dikonfigurasi ulang: kerangka kerja desain dan kontrol yang komprehensif. Adv. Intel. Syst. 2500142. Https://doi.org/10.1002/aisy.202500142
16 kemungkinan konfigurasi modul digit. 2025 RRL EPFL CC oleh SA 4.0
Digit memiliki potensi signifikan untuk lingkungan realitas virtual. 2025 RRL EPFL CC oleh SA 4.0
