Door het ontwerp van onze handen af te kijken, is deze ogenschijnlijk simpele robothand in staat op een relatief ‘menselijke manier’ een deuntje op de piano te spelen

Pianospelende robots zijn niet nieuw, maar de robotische hand die onderzoekers aan de Cambridge-universiteit maakten, is een geval apart. In plaats van te proberen de bewegingen van een menselijke hand met een complex netwerk van motoren na te bootsen, ontwierpen ze een ‘simpele’ robothand die voor pianospel gebruikmaakt van het slimme, mechanische ontwerp – naar de menselijke anatomie. Hoewel verre van Debussy of Chopin, kan de robot zo op een heel menselijke manier wat deuntjes spelen.

Lees ook: Robot Atlas legt parcours af

Slim ontwerp

Complexe bewegingen in dieren en machines zijn het resultaat van een samenspel tussen het brein, de omgeving en het mechanische lichaam. Vloeiende bewegingen zijn meer afhankelijk van het slimme ontwerp van het lichaam dan je zou denken. En dus niet alleen afhankelijk van hoe ze door het brein worden aangestuurd.

“Intelligentie zit niet alleen in ons brein, maar is verspreid door ons lichaam”, legt Josie Hughes, eerste auteur van het artikel dat onlangs gepubliceerd werd in vakblad Science Robotics, in een persbericht uit. “Intelligentie is ook afhankelijk van fysieke structuur en mechaniek.” Hierom ontwierp het team een simpele, skeletachtige robothand naar het slimme, natuurlijke ontwerp van die van ons.

De onderzoekers wilden zien hoeveel beweging er mogelijk was met alleen de ‘mechanica’. © Josie Hughes/University of Cambridge

Zachte robotica

De onderzoekers maakten de robothand met behulp van een 3D-printer. Met een mix van harde en zachte materialen probeerden ze zo onze botten en bindweefselbanden na te bootsen, maar niet de spieren en pezen. Op deze manier, puur op basis van het slimme design van onze handen, kon de robot passief, dus zonder de vingers apart te bewegen, simpele stukjes op de piano spelen.

Het team maakte een aantal versies variërend in de ‘stijfheid’ van de onderdelen van de robothand. Gemonteerd op een robotische arm, wordt de hand enkel aangestuurd door polsbewegingen dus ook de mate van stijfheid van de vingers is belangrijk. “We wilden nabootsen hoe onze handen sterk kunnen zijn, maar ook in staat lichte, voorzichtige bewegingen te maken”, aldus Hughes.

De robothand was in staat drie ‘stijlen’ pianospel na te bootsen (zie het filmpje hieronder), afhankelijk van de stijfheid van en de druk op de verschillende vingers.

Menselijk

De slimme, mechanische ontwerpen van het lichaam helpen dieren en machines complexe bewegingen te maken zonder daarbij een teveel aan energie te gebruiken. Het rusten op het mechanische ontwerp bij de robothand moet op eenzelfde manier bijdragen aan het ontwikkelen van robots die natuurlijker kunnen bewegen met een minimale hoeveelheid energie.

Het onderzoek is een stap in de richting van het ontwikkelen van zachte robots die met de nuances en gevoeligheid van een mens kunnen handelen. Hughes hoopt in de toekomst een robot te maken die met net zoveel expressie als een mens de witte toetsen kan bespelen. Voor nu een wat houterige, maar seasonally appropriate Jingle Bells:

Bronnen: Science Robotics via University of Cambridge

Beeld: Josie Hughes/University of Cambridge

Ben je geïnteresseerd in de wereld van wetenschap & technologie en wil je hier graag meer over lezen? Bestel dan hier ons nieuwste nummer. Abonnee worden? Dat kan hier!