Biooniline käsi – ülevaade

Esimene üldine mulje robotitest – see on mingi tehislik masin, mis sarnaneb inimkehaga ja tegutseb meie moodi. Me isegi ootame, et ta räägiks ja mõistaks meid. Seetõttu nimetatakse selliseid roboteid humanoidideks. Tegelikult kasutatakse tööstuses palju lihtsamaid mehaanilisi roboteid. Need täidavad tavaliselt ainult ühte või mõnda tegevust (nt toodetava eseme teisaldamine ühelt töötajalt teisele), kuid üldised tööpõhimõtted on samad.

Joonis 1. Bionilise käe näide

Olukord ei tundu nii keeruline, kui see osadeks jagada ja seestpoolt vaadata – tänapäevased tehnoloogilised saavutused võimaldavad meil ise luua bionilise käe (DIY = “tee ise”):

  • Bionilise käe “keha” osad saab valmistada 3D-printeriga;
  • Selle sees peaks olema ruumi mehaanilistele ja elektroonilistele komponentidele;  Need “keha” osad disainitakse tavaliselt 3D-modelleerimistarkvara abil;
  • Liigutused teostatakse väikeste mootoritega (“lihastega”), mis tõmbavad nööre/niite (“kõõluseid”), mis on kinnitatud käe õigetele osadele;
  • Mootoreid juhib tarkvaraprogramm, mis töötab mikrokontrolleril.

 

Joonis 2. Humanoidrobot

Arusaamise parandamiseks saavad õpilased kasutada liitreaalsust (AR), et uurida bionilise käe sisemist struktuuri. AR-mudelite abil saavad õpilased visualiseerida, kuidas mootorid, kõõlused ja andurid omavahel suhtlevad, et jäljendada inimese käe liikumisi.

  • Liigutusi saab algatada inimese kehas olevate elektriliste impulssidega – need impulsid tuvastatakse ja edastatakse mikrokontrollerile.

Joonis 3. Bionilise käe põhiosad ja komponendid

Järgnevad teemad aitavad meil paremini mõista, kuidas neid samme ellu viiakse, ja isegi ise järele proovida.