Le interfacce aptiche consentono agli esseri umani di maneggiare materiali pericolosi o delicati. Dalla chirurgia laparoscopica alla rimozione delle scorie radioattive al semplice atto di mettere in vibrazione un cellulare, la robotica sta diventando permalosa.
Ora, i ricercatori dell'Accademia cinese delle scienze hanno sviluppato un'interfaccia tattile ancora più ampia che consente sette gradi di movimento. Le interfacce aptiche più comuni hanno tipicamente tre gradi di movimento. I risultati della ricerca sono stati pubblicati sul numero del 10 gennaio di IEEE/CAA Journal of Automatica Sinica , una pubblicazione bimestrale congiunta dell'IEEE e della Chinese Association of Automation..
"Con lo sviluppo delle tecnologie di interazione uomo-robot, le interfacce aptiche sono ampiamente utilizzate per le applicazioni 3D per fornire il senso del tatto, " ha scritto il co-autore Zeng-Guang Hou, un professore presso il Laboratorio chiave statale di gestione e controllo per sistemi complessi. "Queste interfacce sono state utilizzate nella simulazione medica, assemblea virtuale, e compiti di manipolazione a distanza. Però, il design e il controllo dell'interfaccia tattile sono ancora problemi critici per riprodurre il senso tattile altamente sensibile degli umani".
Hou e il suo team hanno progettato un'interfaccia tattile basata su un meccanismo delta modificato. Questo meccanismo ha una piattaforma di base statica alla quale sono collegate tre catene identiche e portano ad una piattaforma mobile. Il meccanismo può utilizzare ogni catena per muoversi in una direzione diversa.
"Il vantaggio principale di questa architettura è la sua bassa inerzia, l'elemento critico del design del dispositivo tattile, perché i suoi attuatori possono essere montati sulla piattaforma fissa, "Ho scritto, riferendosi a quanto poco sforzo ci vuole per far muovere il meccanismo. "Inoltre, un polso meccanico può essere aggiunto alla piattaforma mobile per realizzare i gradi di libertà rotazionali."
Gli ingegneri hanno progettato un controller per rilevare il movimento e visualizzare la forza che l'operatore dovrebbe esercitare. L'interfaccia è controllata tramite un algoritmo che aiuta a mantenere l'equilibrio.
"I risultati sperimentali mostrano le buone prestazioni di controllo di questa interfaccia, " Hou ha scritto delle simulazioni del suo team e dei test sui prototipi. "Il modello dinamico e il controller tattile possono essere utilizzati come riferimenti per i sistemi di controllo basati su modelli per migliorare ulteriormente le prestazioni".
Secondo Hou, l'interfaccia aptica proposta è appropriata anche per una vera interazione tattile, come il senso tattile dell'impostazione della vibrazione di un telefono cellulare, e applicazioni di teleoperazione, come le procedure chirurgiche.
