Ge robotar en specifik uppgift – till exempel att placera en burk på ett transportband i en fabrik – så kan de vara extremt effektiva. Men i mindre strukturerade miljöer med varierande uppgifter, även till synes enkla saker som att skruva ur en glödlampa eller vrida ett dörrhandtag, blir det mycket svårare.
En stor del av problemet har att göra med de ”handleds”-mekanismer som robotar måste arbeta med; de är ofta komplicerade och skrymmande och har svårt med vissa manövrer. En mycket enklare metod som forskare vid Yale har tagit fram kan ge robotar möjlighet att hantera mer komplicerade rörelser. Deras resultat har publicerats i Nature Machine Intelligence.
Robotar som är konstruerade för att hantera föremål är vanligtvis byggda med en gripdon och en handled med tre frihetsgrader. Det innebär att de kan röra sig på tre oberoende sätt: ”rulla” (rotera framåt och bakåt), ’titta’ (sida till sida) och ”girra” (vertikalt). Men handleder är mekaniskt komplexa och sitter ofta långt från det greppade objektet, vilket kräver att roboten måste röra hela armen för att utföra uppgiften. Resultatet blir klumpiga och ineffektiva rörelser som kräver mycket utrymme.
Denna robotarm, som forskarna har döpt till Sphinx, har utvecklats i professor Aaron Dollars laboratorium vid Yale University. Den har en sfärisk mekanism som både kan greppa och rotera en mängd olika föremål i alla tre axlarna, vilket kombinerar många av funktionerna hos traditionella handleder och gripdon.
”Den är inte särskilt komplex”, säger Vatsal Patel, huvudförfattare till artikeln och doktorand i Dollars laboratorium. ”Den har inga sensorer eller något annat. Den fungerar utan kameror, sensorer eller liknande. Men tack vare den sfäriska mekanismen kan den alltid rulla, luta och vrida föremål.”
”Det är mycket effektivare och man behöver inte så mycket utrymme. Handleden kan utföra dessa rotationer mycket närmare objektet utan att behöva flytta hela armen. Det fungerar mycket snabbare och mycket effektivare.”
Konstruktionen gör det också lättare för robotar att utföra uppgifter i trånga utrymmen, till exempel att skruva i en glödlampa i en garderob. Mer generellt sett för det området ett steg närmare det allt vanligare målet att konstruera robotar som fungerar bra i hem, på katastrofplatser och i andra ostrukturerade miljöer.
”I dessa miljöer vet robotarna inte exakt var objekten finns”, säger Patel. ”De försöker anpassa sig till miljön och objekten. Det är dit robottekniken i allmänhet är på väg, och vi försöker lösa samma problem.”
Mer information: Vatsal V. Patel et al, Combining grasping and rotation with a spherical robot hand mechanism, Nature Machine Intelligence (2025). DOI: 10.1038/s42256-025-01039-1
Konstruktionsfilerna och bygginstruktionerna för Sphinx-handen är tillgängliga som öppen källkod via Yale OpenHand-projektet
