Επεξεργασία της τάσης ανάπτυξης των δεξιών χεριών

Τα επιδέξια χέρια είναι ένας σημαντικός φορέας για το "εγκεφαλικό" των ανθρωποειδών ρομπότ για την επίτευξη επιδέξιων λειτουργιών και αλληλεπίδρασης ανθρώπου-μηχανής, αναπτύσσοντας προς υψηλή ολοκλήρωση και ευφυΐα.Τα επιδέξια χέρια είναι εξαιρετικά ευέλικτα και πολύπλοκα τελικά όργανα που διαδραματίζουν βασικό ρόλο στην αλληλεπίδραση μεταξύ ρομπότ και περιβάλλοντοςΛόγω της ικανότητάς τους να μιμούνται διάφορες επιδέξιες αρπάξεις και σύνθετες λειτουργικές δυνατότητες των ανθρώπινων χεριών, χρησιμοποιούνται ευρέως σε τομείς όπως η αεροδιαστημική, η ιατρική περίθαλψη,και έξυπνη παραγωγήΣύμφωνα με τα στοιχεία της Statista, το παγκόσμιο μέγεθος της αγοράς για τα ρομποτικά δεξιά χέρια ήταν περίπου 1,16 δισεκατομμύρια δολάρια το 2021, και αναμένεται να αυξηθεί σε 3,035 δισεκατομμύρια δολάρια έως το 2030,με CAGR 100,9% από το 2022 έως το 2030.

Τα χαμηλού κόστους, μονωτά δεξιά χέρια έχουν γίνει το επίκεντρο της αγοράς τα τελευταία χρόνια

Ως ένας νέος τύπος επιδράματος, τα ρομποτικά χειροκίνητα χέρια διαδραματίζουν κρίσιμο ρόλο στην αλληλεπίδραση μεταξύ ρομπότ και περιβάλλοντος.Τα εγχώρια και διεθνή πανεπιστήμια και ερευνητικά ιδρύματα έχουν διεξάγει εκτεταμένες έρευνες σχετικά με τις δεξιές συσκευές χειρόςΑπό τα άριστα χέρια με τρία δάχτυλα μέχρι τα βιονικά άριστα χέρια με πέντε δάχτυλα, οι εφαρμογές καλύπτουν βιομηχανικά και γενικά σενάρια.Οι δεξιότητες των επιδέξων χεριών έχουν εξελιχθεί από απλές αρπάξεις σε πιο περίπλοκες εργασίες όπως το διπλώσιμο ρούχων και το βιδώμα βρόχων.Μέσω υψηλής ακρίβειας και αισθητήρα αφής, πληρούν τις λειτουργικές απαιτήσεις σε σενάρια του πραγματικού κόσμου.

Τα πρώτα αντιπροσωπευτικά προϊόντα των δεξιών χεριών

Από τη δεκαετία του 1970, οι ρομποτικές μονάδες χειρός έχουν μεταβεί από απλές λαβές σε βιονικά δεξιά χέρια για να ανταποκριθούν σε διάφορες λειτουργικές απαιτήσεις.Αντιπροσωπευτικά προϊόντα αυτής της περιόδου περιλαμβάνουν το δεξί χέρι Okada από το ιαπωνικό "Ελεκτροτεχνικό Εργαστήριο, "το δεξιό χέρι Stanford / JPL από το Πανεπιστήμιο του Στάνφορντ στις ΗΠΑ, και το δεξιό χέρι Utah / MIT που αναπτύχθηκε από κοινού από το MIT και το Πανεπιστήμιο της Γιούτα.Αν και τα πρώτα δεξιά χέρια δεν φαίνονταν ευέλικτα, η θεωρητική τους εξερεύνηση έθεσε τα θεμέλια για την έρευνα σε ανθρώπινα χέρια με πολλά δάχτυλα,παρέχοντας πολύτιμη θεωρητική και πρακτική εμπειρία για τον μεταγενέστερο σχεδιασμό χειροκίνητων χεριών με πολλά δάχτυλα.

Στα τέλη του 20ου αιώνα, τα ρομποτικά χέρια μπήκαν σε μια φάση ταχείας ανάπτυξης.Πολυδάχτυλα ευκίνητα χέρια άρχισαν να εξελίσσονται προς την υψηλή ολοκλήρωση και αισθητήριες δυνατότητεςΤα χαρακτηριστικά προϊόντα αυτής της περιόδου περιλαμβάνουν τα χειροκίνητα χέρια DLR-I και DLR-II από το Γερμανικό Αεροδιαστημικό Κέντρο, τα οποία ενσωματώθηκαν σε 25 αισθητήρες, συμπεριλαμβανομένων αισθητήρων αφής που μοιάζουν με τεχνητό δέρμα,αισθητήρες κοινού ροπήςΩστόσο, τα χειροκίνητα χέρια με πολλά δάχτυλα αντιμετώπιζαν προκλήσεις όπως τα υψηλά κόστη κατασκευής, το υψηλό κόστος παραγωγής και το υψηλό κόστος παραγωγής.κακή αξιοπιστίαΩς εκ τούτου, τα τελευταία χρόνια, ελαφριά, ανθεκτικά, ενοποιημένα και χαμηλού κόστους δεξιόχειρα έχουν γίνει το επίκεντρο της αγοράς.

Ανάλυση σχεδιασμού χειροκίνητου χεριού με πολλά δάχτυλα, οδήγησης και δομών μεταφοράς

Από την άποψη του σχεδιασμού των προϊόντων, οι δεξιές δομές χεριών χωρίζονται κυρίως σε εσωτερικά, εξωτερικά και υβριδικά σχέδια.πρώιμα δεξιά χέρια που συνήθως χρησιμοποιούσαν εξωτερικά μηχανήματαΜε την ανάπτυξη των ενσωματωμένων συνδεδεμένων κινητήρων, το μέγεθος των κινητήρων και η ακρίβεια της μετάδοσης βελτιώθηκαν σημαντικά.και εσωτερικά προσανατολισμένα σχέδια έχουν γίνει η κύρια τεχνολογική διαδρομή, με τα έξυπνα χέρια που τείνουν προς τη μικροποίηση.

Σύγκριση μεθόδων οδήγησης με δεξιότητα (κατηγοριοποιούνται ανά μέθοδο οδήγησης)

Τα άριστα χέρια κινούνται κυρίως από ηλεκτρικούς κινητήρες, πνευματικά συστήματα ή κράματα μνήμης σχήματος.προσφέροντας πλεονεκτήματα όπως υψηλή δύναμη κίνησηςΤα τελευταία χρόνια, η τεχνολογία του κινητήρα σερβοκίνησης για μικρά δεξιά χέρια έχει εξελιχθεί ραγδαία.και αρκετές εξαιρετικές εταιρείες ρομποτικών δεξιών χεριών έχουν αναδυθεί στην αγοράΤα συστήματα με πνευματική κίνηση, αν και είναι χαμηλότερα σε κόστος, έχουν μειονεκτήματα όπως χαμηλή δυσκαμψία και κακή δυναμική απόδοση.Οι πρώτες πνευματικές μονάδες προέρχονται από την Ιαπωνία και μπορούν να διαιρεθούν σε Y και επίπεδες λαβήματα δακτύλωνΤα ιαπωνικά πνευματικά δάχτυλα SMC χρησιμοποιούνται σήμερα ευρέως σε βιομηχανικά σενάρια.Τα συστήματα που κινούνται από κράμα μνήμης σχήματος βρίσκονται κυρίως σε πειραματική φάσηΠαρόλο που προσφέρουν γρήγορη ταχύτητα οδήγησης, έχουν χαμηλή αντοχή και δεν είναι κατάλληλα για μακροχρόνια χρήση με μεγάλο φορτίο.

Ταξινομή των χειροκίνητων χεριών με πολλά δάχτυλα

Από την άποψη των μεθόδων μετάδοσης, τα δεξιά χέρια κατηγοριοποιούνται σε τύπους που οδηγούνται από τένοντα, ταχύτητες και σύνδεση.Τα χέρια που κινούνται από τένοντα έχουν απλή δομή και ευέλικτο έλεγχο, αλλά δεν έχουν ακριβή έλεγχο και δύναμη λαβήςΤα χειροκίνητα χειροκίνητα χειροκίνητα χειροκίνητα χειροκίνητα χειροκίνητα χειροκίνητα χειροκίνητα χειροκίνητα χειροκίνητα χειροκίνητα χειροκίνητα χειροκίνητα χειροκίνητα χειροκίνητα χειροκίνητα χειροκίνητα χειροκίνητα χειροκίνητα χειροκίνητα χειροκίνητααλλά αντιμετωπίζουν δυσκολίες στον έλεγχο από μεγάλη απόσταση και προσφέρουν περιορισμένο χώρο πρόσφυσης..

Προβλέπεται τριπλασιασμός της ανάπτυξης κατά την επόμενη δεκαετία: Η παγκόσμια αγορά ρομποτικών δεξιών χεριών αναμένεται να ξεπεράσει τα 3,035 δισεκατομμύρια δολάρια έως το 2030

Σύμφωνα με την Statista, η παγκόσμια αγορά ρομποτικών δεξιών χεριών ήταν περίπου 1,16 δισεκατομμύρια δολάρια το 2021. Η ζήτηση για δεξιά χέρια είναι ισχυρή σε τομείς όπως η βιομηχανική αυτοματοποίηση,αεροδιαστημικήΗ Statista προβλέπει ότι το μέγεθος της αγοράς θα αυξηθεί από 1,16 δισεκατομμύρια δολάρια το 2021 σε 3,035 δισεκατομμύρια δολάρια έως το 2030, με CAGR 10,9% από το 2022 έως το 2030.Την ίδια στιγμή, ο παγκόσμιος όγκος αγοράς για ρομποτικά δεξιά χέρια αναμένεται να αυξηθεί από 507.500 μονάδες το 2021 σε 1.4121 εκατομμύρια μονάδες το 2030, με CAGR 11,7% από το 2022 έως το 2030.

Προβλέψεις αγοράς για την παγκόσμια αγορά χειροκίνητων ρομπότ (2021-2030, σε εκατομμύρια δολάρια ΗΠΑ)

Επί του παρόντος, ορισμένα προϊόντα χειροκίνητων χεριών βρίσκονται σε πρώιμο εξερευνητικό στάδιο, συμπεριλαμβανομένων των αποστολών εξωοχημάτων διαστημικών σκάφους, βιονικών προσθετικών, τηλεχειρουργικής,και συναρμολόγηση μικρών εξαρτημάτων σε γραμμές παραγωγής.

Το ρομπότ Robonaut της NASA εξοπλισμένο με αυτο-αναπτυγμένα έξυπνα χέρια

Στην αεροδιαστημική εξερεύνηση, επιτυχημένα παραδείγματα περιλαμβάνουν το χέρι Robonaut της NASA και το δεξί χέρι Robonaut2 και τα δεξιά χέρια DLR-I και DLR-II από το Γερμανικό Αεροδιαστημικό Κέντρο.Το DEXHAND αναμένεται να κρατάει και να χειρίζεται εργαλεία EVA όπως τσιμπιδάκια, ψαλίδια, μικρά κοπτήρες, βούρτσες, σφυριά, φτυάρια, κοπτήρες, καλώδια (πολλαπλά), έξακτο κλειδιά και αυτόματα κατσαβίδια με λαβή πιστούλα (υποστηρίζοντας τους μηχανισμούς ενεργοποίησης της σκανδάλης).

Στο πεδίο της ιατρικής αποκατάστασης, η εστίαση είναι στις ανάγκες των προσθετικών.Τα πολύ ευέλικτα βιονικά προσθετικά χέρια χρησιμοποιούν συνήθως συστήματα ελέγχου με βάση την αναγνώριση μοτίβων για να επιτύχουν έλεγχο κίνησης αρθρώσεων πολλών βαθμών ελευθερίαςΠαραδείγματα περιλαμβάνουν το SensorHand Speed του Ottobock, τα ευκίνητα χέρια Bebionic και Michelangelo και το Hero Arm της Open Bionics.