Ученые из Кембриджского университета создали роботизированную кисть, напечатанную на 3D-принтере. Она способна играть простые музыкальные фантазии на пианино, в том числе праздничную Jingle Bells.
3D-печать «музыкальной» руки
Команда исследователей напечатала роботизированную кисть, которая играет на пианино. Это происходит благодаря перемещению запястья по клавишам пианино. Целью исследования является демонстрация сложности человеческой руки и того, насколько ее движение может быть воспроизведено посредством аддитивной печати.
Данное роботизированное устройство состоит из твердых и мягких 3D-материалов, повторяющих связки и костные соединения человеческой руки. Ожидалось, что без мышц и сухожилий диапазон движений робота-пианиста будет сильно ограничен. Но исследователи очень удивились, когда 3D-отпечатанная рука показала впечатляющий диапазон движений благодаря своей уникальной механической конструкции.
Применяя так называемое «пассивное движение» (когда пальцы не могут осуществлять движение независимо друг от друга), робот воспроизводит различные мелодии для фортепиано, не меняя своих механических свойств. Исследователи полагают, что результаты их работы, недавно опубликованные в журнале «Сайенс Роботикс», могут привести к созданию новых роботизированных конструкций, использующих больше естественного движения и меньше энергии.
Цели исследования
Человеческие руки довольно сложные с конструктивной точки зрения, не так ли? В этом можно убедиться, взглянув на свои конечности. В робототехнике невероятно сложно воссоздать ловкость и адаптивность, которые делают человеческую руку такой универсальной. Но благодаря использованию 3D-печати для производства мягких компонентов, можно повысить сложность пассивных роботизированных систем. В этом случае команда из Кембриджа решила, что игра на пианино будет идеальным тестом.
Главная цель данного проекта – понимание воплощенного интеллекта (интеллектуальных качеств в механическом теле человека). Наше тело буквально наполнено «умными» механическими элементами: костями, связками и кожей. Все эти конструкции помогают нам разумно вести себя даже при отсутствии активного контроля со стороны мозга.
Применяя 3D-технологию для печати мягких тканей рук (аналогичных человеческим), можно исследовать важность физического дизайна, изолированного от активного контроля. Это невозможно сделать с людьми-пианистами, поскольку во время игры мозг у них не может быть «выключен», как у робота.
Роботизированная рука была запрограммирована на воспроизведение нескольких коротких музыкальных фрагментов с обрезанными или плавными нотами. Несмотря на то, что общая функциональность системы ограничена, исследование может помочь в дальнейшем изучении основополагающих принципов динамики скелета для достижения сложного движения. Исследование финансировалось Научно-исследовательским советом по инженерным и физическим наукам (EPSRC).