Самая маленькая в мире рука Dexterous Hand с 20-степенью-свободы, разработанная китайской компанией Encos

Самая маленькая в мире ловкая рука с 20-степенью-свободы, разработанная китайской компанией Encos.

Компания из Нанкина-добилась идеального баланса между размером и степенями свободы в своей продукции, преодолев "невозможный треугольник" объемов-степеней свободы-производительности. Эта ловкая рука, названная EC-DexHand-5F, не только имеет 20 активных степеней свободы, но и является самой маленькой моделью, доступной в настоящее время на рынке!

Этот продукт успешно дебютировал на конференции Humanoid Robotics and Embodied Intelligence Industry Conference 2025, состоявшейся в Пекине 15 апреля.

Самая маленькая ловкая рука с 20-степенью-свободы:

Использование ловких ручных технологий сопряжено с серьезными проблемами, причем многие утверждения отрасли часто преувеличены. По данным Robot Lecture Hall, многие производители продают свою продукцию как «20 степеней свободы» или «16+ степеней свободы», но обычно указывают «12 активных степеней свободы». Такие продукты обычно с трудом получают признание со стороны зарубежных предприятий и университетских лабораторий.

Причина кроется в машиностроении, где степени свободы в первую очередь относятся к числу независимых параметров движения, необходимых механизму для достижения определенного движения. Большинство так называемых-"20-ловких" рук на рынке принципиально не соответствуют этому стандарту, поскольку их истинные степени свободы ограничены указанными активными степенями. Следовательно, когда в феврале этого года южнокорейская робототехническая компания Tesollo представила свой пятипалый гуманоидный захват Delto Gripper-5 Finger (DG-5F), он рекламировался как самый маленький в мире продукт с настоящими 20 независимыми степенями свободы.

По сравнению с DG-5F от Tesollo, недавно выпущенный EC-DexHand-5F от Inks не только имеет меньший размер (его объем идентичен объему руки взрослого мужчины), но и демонстрирует распределение свободы, более близкое к человеческой руке. Такая конструкция облегчает дистанционное управление ловкой рукой для сбора данных за счет использования других устройств для мониторинга состояния человеческой руки.

С технической точки зрения, ловкие руки робота гораздо сложнее, чем другие компоненты робота, и достижение большей степени свободы при меньших габаритах — непростая задача. При проектировании оборудования миниатюризация степеней свободы каждого соединения требует баланса между компактностью и структурной целостностью. Например, бионические пальцы должны включать в себя приводы, механизмы передачи и датчики, сохраняя при этом равновесие между выходной силой и скоростью реакции. Выбор материала для экстерьера также должен сочетать легкую конструкцию с долговечностью, адаптируемостью и жесткостью.

Программные алгоритмы сталкиваются с еще более серьезными проблемами. Решение уравнений в реальном-времени для высокой-степени-свободы ловких рук включает в себя весьма избыточные задачи математической оптимизации, что требует быстрого выполнимого решения с помощью таких методов, как псевдообратная матрица Якоби или нейронные сети. Например, во время операций, скоординированных несколькими-пальцами, необходимо динамическое планирование моментов в соединениях, чтобы избежать само-столкновений при адаптации к меняющимся формам и весу объектов,-требующих чрезвычайно высоких-вычислительных ресурсов в реальном-времени. Кроме того, управление импедансом требует точного моделирования параметров жесткости окружающей среды и демпфирования, в то время как поддержание устойчивости при динамических возмущениях остается серьезной проблемой.

Подход компании Inks отличается от традиционных структур за счет внедрения инновационного миниатюрного совместного решения на базе EC-DexHand-5F. Каждый активный шарнир спроектирован как независимый модульный блок, объединяющий двигатель, редуктор и привод. Такая конструкция управления с распределенным приводом- позволяет ловким рукам собирать и разбирать устройство с гибкостью строительных блоков. Он позволяет избежать сложных многосоставных передаточных цепей, встречающихся в традиционных конструкциях, таких как взаимосвязанные сухожилия или связанные шестерни, тем самым снижая общую механическую сложность.

Ожидается, что EC-DexHand-5F обеспечит превосходные характеристики с точки зрения срока службы и надежности благодаря модульным соединениям и конструкции с резервным охлаждением. Инкс сообщил, что компания запланировала стресс-тесты на срок службы для типичных промышленных и медицинских сценариев, а выпуск комплексного отчета о проверке надежности запланирован на 2025 год. Этот отчет предоставит пользователям из разных областей количественные критерии выбора. Хотя окончательные данные о сроке службы требуют проверки с помощью реальных эксплуатационных испытаний, основанных на лабораторных испытаниях ускоренного старения и исторических характеристиках сопоставимых модулей, ожидается, что продукт Inks также обеспечит впечатляющую долговечность.