GM και NASA: ρομποτικό γάντι για ανθρώπους

Η General Motors και η NASA ενώνουν τις δυνάμεις τους στη δημιουργία ενός ρομποτικού γαντιού κατάλληλου για εργαζόμενους σε εργοστάσια αυτοκινήτων και αστροναύτες, με στόχο τη βελτιωμένη απόδοση και τη μείωση τραυματισμών λόγω συνεχούς καταπόνησης.

Το Human Grasp Assist ή K-glove ή Robo-Glove, όπως το λένε η GM και η NASA, προήλθε από το εγχείρημα Robonaut 2 (R2) των GM & NASA, που έστειλε το πρώτο ανθρωποειδές ρομπότ στο διάστημα το 2011. Το R2 παραμένει μόνιμος κάτοικος του Διεθνούς Διαστημικού Σταθμού.

Όταν το 2007 μηχανικοί, ερευνητές και επιστήμονες από τη GM και τη NASA άρχισαν να συνεργάζονται στο R2, μία από τις σχεδιαστικές απαιτήσεις ήταν το ρομπότ να μπορεί χειρίζεται εργαλεία όπως αυτά που χρησιμοποιούν οι αστροναύτες στο διάστημα και οι εργαζόμενοι εργοστασίων στη Γη. Η ομάδα πέτυχε ένα απαράμιλλο επίπεδο επιδεξιότητας χεριών στο R2 χρησιμοποιώντας προηγμένους αισθητήρες, ενεργοποιητές και τένοντες συγκρίσιμους με τα νεύρα, τους μύες και τους τένοντες του ανθρώπινου χεριού.
Έρευνες αποκαλύπτουν ότι το συνεχές κράτημα ενός εργαλείου μπορεί να προκαλέσει κόπωση στους μύες των χεριών μέσα σε λίγα λεπτά. Οι πρώτες δοκιμές του «ρομποτικού γαντιού» έδειξαν ότι ο χρήστης μπορεί πλέον να χειρίζεται με μεγαλύτερη άνεση και διάρκεια ένα εργαλείο.

«Πλήρως εξελιγμένο, το Robo-Glove θα μπορεί να μειώσει την ποσότητα δύναμης που ασκεί ο εργαζόμενος στην παραγωγή αυτοκινήτων όταν χειρίζεται ένα εργαλείο για μεγάλο διάστημα ή με επαναλαμβανόμενες κινήσεις», δήλωσε η Ντάνα Κόμιν, διευθύντρια μηχανολογίας παραγωγής της GM, Global Automation Strategy & Execution. «Κατά συνέπεια, θα μειωθούν οι πιθανότητες τραυματισμών από επαναλαμβανόμενη καταπόνηση», κατέληξε.

Για παράδειγμα, ένας αστροναύτης με φόρμα ρυθμισμένης πίεσης που εργάζεται εκτός διαστημικού σταθμού ή ένας εργαζόμενος στη συναρμολόγηση αυτοκινήτων ενδέχεται να χρησιμοποιεί δύναμη 15-10 pounds για το χειρισμό εργαλείων κατά τη διάρκεια μιας εργασίας αλλά με το ρομποτικό γάντι ίσως τελικά απαιτούνται μόνο 5-10 pounds.

«Το πρωτότυπο γάντι προσφέρει στην ομάδα μου που ασχολείται με τις διαστημικές στολές μία πολλά υποσχόμενη ευκαιρία για τη διερεύνηση νέων ιδεών που αμφισβητούν την παραδοσιακή αντίληψη για το τι σημαίνει επιδεξιότητα χεριών σε διαστημικές συνθήκες», είπε σχετικά ο Τρις Πίτετε, επικεφαλής του τομέα Crew & Thermal Systems Division, στο Διαστημικό Κέντρο Johnson της NASA.

Με βάση το σύστημα ενεργοποίησης των δακτύλων του R2, ενεργοποιητές ενσωματώνονται στο πάνω τμήμα του γαντιού για υποστήριξη της λαβής των ανθρώπινων δακτύλων. Οι αισθητήρες πίεσης, παρόμοιοι με αυτούς που παρέχουν στο R2 την αίσθηση αφής ενσωματώνονται στα άκρα των δακτύλων του γαντιού και ανιχνεύουν τη χρήση εργαλείου. Όταν ο χρήστης κρατά το εργαλείο, οι συνθετικοί τένοντες μαζεύονται αυτόματα, σύροντας τα δάκτυλα σε θέση λαβής και κρατώντας τα εκεί μέχρις ότου ο αισθητήρας ανισχνέυσει την 'εντολή' απελευθέρωσης.

Η GM και NASA έχουν υποβάλλει 46 αιτήσεις για πατέντες για το R2, μεταξύ των οποίων 21 για το χέρι του R2 και τέσσερις μόνο για το Robo-Glove.

Το πρώτο πρωτότυπο του γαντιού ολοκληρώθηκε το Μάρτιο του 2011, ενώ μία δεύτερη γενιά κυκλοφόρησε μετά από τρεις μήνες.
Το ύφασμα του γαντιού κατασκευάστηκε από την Oceaneering Space Systems, την εταιρία που προμήθευσε και το 'δέρμα' του R2.
Τα σημερινά πρωτότυπα ζυγίζουν περίπου δύο pounds και περιλαμβάνουν ηλεκτρονικά ελέγχου, ενεργοποιητές και μία μικρή οθόνη για προγραμματισμό και διάγνωση. Χρησιμοποιείται στάνταρ μπαταρία ιόντων λιθίου με ένα κλιπ ζώνης για σύνδεση με το σύστημα τροφοδοσίας ισχύος.
Ένα πρωτότυπο τρίτης γενιάς με τροποποιημένα εξαρτήματα και διάταξη για τη μείωση των διαστάσεων και του βάρους του συστήματος κοντεύει να ολοκληρωθεί.

«Αναζητάμε συνεχώς τρόπους για να βελτιώσουμε την ασφάλεια και την παραγωγικότητα στο εργοστάσιο. Στόχος μας είναι να φέρουμε αυτή την τεχνολογία στους σταθμούς εργασίας στο άμεσο μέλλον», ανέφερε η Κόμιν.
Η NASA και η GM έχουν μία μακρά, πλούσια ιστορία συνεργασίας σε σημαντικές τεχνολογίες, ξεκινώντας από τη δεκαετία του 1960 με τη δημιουργία των συστημάτων πλοήγησης για τις αποστολές του Apollo. Η GM έπαιξε επίσης ζωτικό ρόλο στην εξέλιξη του Σεληνιακού Οχήματος LRV (Lunar Rover Vehicle), του πρώτου αυτοκινήτου που χρησιμοποιήθηκε στο φεγγάρι.


Επιμέλεια: Δημήτρης Μπαλής