Goedkope en voorzichtige robothand (video)

Onderzoeker Gert Kragten ontwikkelde een relatief goedkope robothand die een groot aantal verschillende voorwerpen kan pakken en vasthouden, ook als die voorwerpen delicaat zijn. Kragten promoveert op dinsdag 28 juni op dit onderwerp aan de TU Delft.

Er is een toenemende behoefte aan robothanden als vervanging van mensen in gevaarlijke, arbeidsintensieve of eentonige werkzaamheden. De huidige robothanden kunnen deze behoefte niet vervullen, want ze zijn duur, moeilijk aan te sturen en kwetsbaar door de vele motoren en sensoren. Het doel van promovendus Gert Kragten was daarom om eenvoudige handen te ontwikkelen die een grote variëteit aan voorwerpen kunnen pakken en vasthouden. En dat is gelukt.

Onderactuatie

Voorzichtig grijpen is eigenlijk een kwestie van een goed mechanisch ontwerp van de robothand, waarbij de kracht van een motor op mechanische wijze over de vingerkootjes wordt verdeeld. Het spier-pezenstelsel van de menselijke hand dient hierbij als inspiratie.

Kragten ontwikkelde een robothand die delicate producten met variabele vormen kan beetpakken. Dit lukte dankzij de onderactuatietechnologie, waar de TU Delft al jaren onderzoek naar doet, onder andere voor handprothesen.

Deze technologie houdt in dat er meer afzonderlijke bewegende kootjes en vingers zijn dan motoren. Daardoor kan de rotatie van alle kootjes niet individueel worden aangestuurd - maar dat blijkt ook helemaal niet nodig. Een juiste verdeling van de kracht van de motor over de kootjes is voldoende om de vingers afzonderlijk om allerlei productvormen heen te laten vouwen, totdat alle kootjes contact maken.

De totale contactkracht is direct gerelateerd aan de gekozen motorkracht. Hierdoor zijn de robotgrijpers niet alleen voorzichtig, maar kunnen ze ook zonder problemen omgaan met verschillende soorten producten. 

Pincetgreep

Om een heel grote variëteit aan voorwerpgrootten en -vormen te pakken en vast te houden, is het nodig dat een robothand zowel omsluitende grepen als pincetgrepen kan realiseren. Het onderzoek van Kragten toont aan dat ook dit op eenvoudige wijze mogelijk is met ondergeactueerde handen. Het nieuwste prototype beslist op mechanische wijze om een voorwerp in een pincetgreep of omsluitende greep vast te houden. ‘Er zijn geen sensoren, extra bedieningsmechanismen, motoren of aansturing nodig om te schakelen tussen deze twee verschillende grijpconfiguraties.'

‘De conclusie is dat het principe van onderactuatie en de voorgestelde ontwerpmethode effectief zijn om adaptieve, robuuste en goedkope handen te maken die een grote hoeveelheid verschillende voorwerpen kunnen pakken en vasthouden.'

Spin-off

Het onderzoek aan de TU Delft heeft ook geleid tot een spin-off. Het bedrijf Lacquey is begin vorig jaar gestart. Het richt zich specifiek op de ontwikkeling van robothanden voor de agrosector. Want voor vliegensvlugge, seriematige productie van auto's draaien robots hun hand niet om, maar de eerste de beste paprika blijft nu nog achter met deukjes als deze door robothanden wordt geplukt of gesorteerd.