Desarrollo de un agarre robótico adaptativo de tres dedos para asistir en las actividades de la vida diaria
Autores: Rahman, Md Mahbubur; Shahria, Md Tanzil; Sunny, Md Samiul Haque; Khan, Md Mahafuzur Rahaman; Islam, Emroze; Swapnil, Asif Al Zubayer; Bedolla-Martínez, David; Rahman, Mohammad H
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2024
Acceso abierto
Artículo científico
2024
Desarrollo de un agarre robótico adaptativo de tres dedos para asistir en las actividades de la vida diaria
Categoría
Procesos industriales
Subcategoría
Diseño de procesos industriales
Palabras clave
Dispositivos de asistencia
Pinzas robóticas
Actividades de la vida diaria
Pinza de tres dedos
Objetos de AVD
Manipulación de objetos
Licencia
CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual
Consultas: 23
Citaciones: Sin citaciones
Un número significativo de individuos en los Estados Unidos utiliza dispositivos de asistencia para mejorar su movilidad, y una parte considerable de aquellos que dependen de tales ayudas requiere asistencia de otra persona para realizar actividades de la vida diaria. La introducción de pinzas robóticas ha surgido como una intervención transformadora, contribuyendo significativamente al fomento de la independencia. Sin embargo, hay pocas pinzas en el campo, que ayudan a imitar los movimientos de la mano humana (principalmente agarrar y pellizcar, con control de fuerza adaptativa) para agarrar y transportar objetos. Además, no se dispone de datos sobre cuántos objetos de Actividades de la Vida Diaria (AVD) pueden manejar. El objetivo de la investigación es ofrecer una nueva pinza de tres dedos para la asistencia en la vida diaria, que pueda tanto agarrar como pellizcar con fuerza adaptativa, permitiendo la capacidad de manejar una amplia gama de objetos de AVD con una huella mínima. Está diseñada para manejar 90 objetos esenciales selectivos de AVD de diferentes formas (cilíndricos, irregulares, rectangulares y redondos), tamaños, pesos y texturas (suave, áspero, irregular y gomoso). La pinza cuenta con un diseño meticulosamente ingenierado pero simple, facilitando una fabricación sin problemas a través de la tecnología de impresión 3D sin comprometer su eficacia operativa. La pinza extiende su funcionalidad más allá del agarre convencional, presentando la capacidad de pellizcar (como sostener una tarjeta de crédito) y sostener de manera segura objetos livianos. Además, la pinza es adaptable para agarrar varios objetos con diferentes formas y pesos con fuerzas controladas. En la evaluación, la pinza desarrollada pasó por rigurosas pruebas de carga y pruebas de usabilidad. Los resultados demostraron que los usuarios recogieron y colocaron 75 objetos de 90 objetos diarios. La pinza sostuvo y manipuló objetos con dimensiones de 25 mm a 80 mm y hasta 2.9 kg. Para objetos pesados (como libros) donde el centroide está lejos de las áreas de agarre, es difícil sostenerlos debido al alto torque. Sin embargo, las texturas de los objetos no tienen un efecto significativo en el rendimiento del agarre. Los usuarios percibieron la simplicidad de la pinza. Se requiere una investigación adicional para evaluar la utilidad y longevidad de las pinzas. Este estudio contribuye al desarrollo de robots asistenciales diseñados para mejorar la manipulación de objetos, mejorando así la independencia de los individuos y su calidad de vida en general.
Descripción
Un número significativo de individuos en los Estados Unidos utiliza dispositivos de asistencia para mejorar su movilidad, y una parte considerable de aquellos que dependen de tales ayudas requiere asistencia de otra persona para realizar actividades de la vida diaria. La introducción de pinzas robóticas ha surgido como una intervención transformadora, contribuyendo significativamente al fomento de la independencia. Sin embargo, hay pocas pinzas en el campo, que ayudan a imitar los movimientos de la mano humana (principalmente agarrar y pellizcar, con control de fuerza adaptativa) para agarrar y transportar objetos. Además, no se dispone de datos sobre cuántos objetos de Actividades de la Vida Diaria (AVD) pueden manejar. El objetivo de la investigación es ofrecer una nueva pinza de tres dedos para la asistencia en la vida diaria, que pueda tanto agarrar como pellizcar con fuerza adaptativa, permitiendo la capacidad de manejar una amplia gama de objetos de AVD con una huella mínima. Está diseñada para manejar 90 objetos esenciales selectivos de AVD de diferentes formas (cilíndricos, irregulares, rectangulares y redondos), tamaños, pesos y texturas (suave, áspero, irregular y gomoso). La pinza cuenta con un diseño meticulosamente ingenierado pero simple, facilitando una fabricación sin problemas a través de la tecnología de impresión 3D sin comprometer su eficacia operativa. La pinza extiende su funcionalidad más allá del agarre convencional, presentando la capacidad de pellizcar (como sostener una tarjeta de crédito) y sostener de manera segura objetos livianos. Además, la pinza es adaptable para agarrar varios objetos con diferentes formas y pesos con fuerzas controladas. En la evaluación, la pinza desarrollada pasó por rigurosas pruebas de carga y pruebas de usabilidad. Los resultados demostraron que los usuarios recogieron y colocaron 75 objetos de 90 objetos diarios. La pinza sostuvo y manipuló objetos con dimensiones de 25 mm a 80 mm y hasta 2.9 kg. Para objetos pesados (como libros) donde el centroide está lejos de las áreas de agarre, es difícil sostenerlos debido al alto torque. Sin embargo, las texturas de los objetos no tienen un efecto significativo en el rendimiento del agarre. Los usuarios percibieron la simplicidad de la pinza. Se requiere una investigación adicional para evaluar la utilidad y longevidad de las pinzas. Este estudio contribuye al desarrollo de robots asistenciales diseñados para mejorar la manipulación de objetos, mejorando así la independencia de los individuos y su calidad de vida en general.