نوجوان ۱۶ ساله بریتانیایی با قطعات لگو دست رباتیک پیشرفته‌ ساخت

یک نوجوان ۱۶ ساله بریتانیایی به‌همراه پدرش موفق شده‌اند با استفاده از قطعات لگو، یک دست رباتیک پیشرفته طراحی و تولید کنند که قابلیت گرفتن و جابه‌جایی اشیاء را دارد. این دستگاه عملکردی مشابه دست‌های رباتیک پیشرفته دارد و از قطعات آماده لگو Mindstorms ساخته شده است. جرد لپورا (Jared Lepora)، دانش‌آموز مدرسه Bristol Grammar School، این پروژه را از سن ۱۴ سالگی آغاز کرده و با همکاری پدرش ناتان لپورا (Nathan Lepora)، استاد رباتیک در دانشگاه بریستول، توسعه داده است.

این دست رباتیک با الهام از طراحی‌هایی مانند Pisa/IIT SoftHand ساخته شده و تنها از قطعات موجود در کیت‌های آموزشی لگو استفاده می‌کند. جرد لپورا در توضیح انگیزه خود برای ساخت این دستگاه اظهار داشته است: «پدرم استاد رباتیک در دانشگاه بریستول است و من به طراحی‌های دست‌های رباتیک علاقه‌مند شدم. این موضوع باعث شد تا آن را در قالبی آموزشی و با استفاده از لگو پیاده‌سازی کنم.»

دست طراحی‌شده با دو موتور و سیستم تاندون حرکت می‌کند و هر یک از چهار انگشت آن دارای سه مفصل است. اتصال انگشت‌ها از طریق چرخ‌دنده‌های کلاچ لگو انجام شده تا حرکت هماهنگ آن‌ها تا لحظه تماس با شیء حفظ شود. این مکانیزم مشابه نحوه گرفتن اشیاء توسط انسان عمل می‌کند.

در آزمایش‌های انجام‌شده، این دست توانست ۹ شیء خانگی از جمله لیوان پلاستیکی، کاسه و یک عروسک نرم به وزن ۰.۸ کیلوگرم را با موفقیت بگیرد. سرعت بسته‌شدن کامل یک انگشت حدود ۰.۸۴ ثانیه و بازشدن آن ۰.۹۷ ثانیه ثبت شده که تقریباً نصف سرعت نسخه چاپ سه‌بعدی Pisa/IIT SoftHand با یاتاقان‌های فلزی است. در تست‌های ایستا، هر انگشت توانایی تحمل ۵ نیوتن بار، فشار ۶ نیوتون و نیروی بسته‌شدن ۱.۸ نیوتن را داشت، در حالی که نسخه چاپ سه‌بعدی این مقادیر را به‌ترتیب ۸، ۷ و ۲ نیوتن ثبت کرده بود.

ناتان لپورا در این‌باره اظهار کرده است: «با استفاده از قطعات لگو نمی‌توان دستی ساخت که از نظر عملکرد با نسخه‌های چاپ سه‌بعدی برابری کند.» با این حال، این دست لگویی از نظر ابعاد بزرگ‌تر است؛ هر انگشت ۱۴۵ میلی‌متر طول و ۳۰ میلی‌متر عرض دارد.

با وجود توقف تولید لگو Mindstorms در سال ۲۰۲۲، جرد لپورا اعلام کرده که این دستگاه همچنان قابل ارتقاء است. وی گفته است: «نحوه نصب موتورها به‌گونه‌ای است که به‌راحتی قابل تعویض هستند و می‌توان موتورهای جدید را جایگزین کرد.»

این انعطاف‌پذیری در طراحی، امکان ادامه توسعه پروژه با قطعات جدید لگو را فراهم می‌کند.