Обзор
Модульная конструкция. Поддержка альтернативных конфигураций пальцев. Плавное управление крутящим моментом на всех суставах. Тактильные датчики — исключительно чувствительные, высокоточные и надёжные.
История
The Роботизированная рука DEX-EE был создан Shadow Robot, британская робототехническая компания, специализирующаяся на продвинутой роботизированной ловкости. Сотрудничая с исследовательскими лабораториями и партнёрами из индустрии, Shadow проектирует и производит роботизированные кисти и системы телеуправления, и известна своим Shadow Hand, одна из самых совершенных роботизированных рук в мире.
Новая роботизированная рука DEX-EE предлагает значительные улучшения по сравнению с предыдущими моделями. Создана в сотрудничестве сGoogle DeepMindDEX-EE создан для задач машинного обучения, требующих точной и динамичной манипуляции с широким диапазоном движений.
Shadow оснастила руку высокоскоростными сенсорными сетями для захвата данных о силе и положении, а также множеством каналов тактильной чувствительности на каждом пальце. Датчики кончиков пальцев обладают широким динамическим диапазоном, обеспечивая точные движения. Рука оснащена высокополосными контурами управления крутящим моментом и положением, измерением момента и инерции по всей конструкции, а также стереокамерными тактильными датчиками на кончиках пальцев для детального 3D-взаимодействия.
Одна из главных целей при разработке DEX-EE — исключительная прочность: робот рассчитан на интенсивную эксплуатацию и минимальные простои. Другая цель — простота развёртывания и обслуживания без специальной подготовки. В интеграции с Robot Operating System (ROS)DEX-EE предназначен для исследований и разработок: поддерживает длительные эксперименты с обучением с подкреплением, включая динамические задачи, ударные нагрузки и интенсивную эксплуатацию.
Питание
Рука питается от внешнего источника мощностью 150 Вт, 24 В.
Приводы
Каждый палец: 5 Maxonщёточные двигатели постоянного тока управляют сухожилиями с точным измерением усили и локальным контуром управления силой на частоте 10 кГц. Схема прокладки сухожилий N+1 приводит четыре сустава (4 степени свободы на палец), обеспечивая плавное управление крутящим моментом без люфта.
Сенсоры
Каждый палец: 5 датчиков силы сухожилий, 5 энкодеров моторов, 4 датчика угла суставов, 3 инерциальных измерительных блока, 36 тактильных элементов в средних и проксимальных сенсорах, стереовидеопоток 640×480 пикселей при 50 FPS из дистального тактильного сенсора. Плюс датчики тока, напряжения и температуры для всех моторов.
Материалы
Алюминий и нейлон, напечатанные на 3D-принтере. Алюминий и пластик Delrin, обработанные на станке с ЧПУ.
Стоимость
£50 000–£110 000
Знаете ли вы?
• Тактильные сенсоры на основе камер были вдохновлены яркой игрушкой из сувенирного магазина музея, которая меняет цвет от малейшего прикосновения.
• Google DeepMind использует Shadow Hand в своих робототехнических исследованиях.
• Каждый узел робота прошёл сотни часов испытаний: в частности, пневматические цилиндры наносили удары по конструкции неделями — при этом робот продолжал двигаться плавно.
Габариты (доп.)
длина 35 cm, ширина 16 cm
Команда проекта
Rich Walker
Дополнительные видео
• Демонстрация тактильных датчиков. — https://www.youtube.com/embed/Wcf9mbgoqKc
• Фирменные сенсорные технологии. — https://www.youtube.com/embed/KHG9kNKtRYI
Программное обеспечение
Программное обеспечение DEX-EE работает в контейнере на базе Ubuntu. В основе лежит ROS, данные сенсоров и целевые значения контроллера передаются через ROS-топики. А PythonТакже предоставляется API для взаимодействия с доступными режимами управления и переключения между ними.
Вычислительная платформа
Каждый мотор управляется 32-битным микроконтроллером,Программируемая система на кристалле от Cypress Semiconductor. Чипы содержат реконфигурируемую цифровую логику, аналогичную FPGA, и реализуют пользовательскую сеть передачи данных по всему пальцу, объединяя все суставные и тактильные датчики. Каждый микроконтроллер двигателя реализует локальный контур управления усилием на 10 кГц, тогда как контур управления положением на 1 кГц работает на хост-ПК, подключённом через EtherCAT.