Costruisci una mano artificiale

Un progetto di ingegneria robotica di Science Buddies

Concetti chiaveIngegneriaRobotAnatomiaPresa

introduzione La mano umana è davvero sorprendente. Puoi fare cose come prendere una matita, usare un controller per videogiochi o arrampicarti su una palestra nella giungla senza pensarci troppo. Costruire una mano artificiale in grado di fare tutte queste cose è una vera sfida! In questo progetto proverai a costruire una semplice pinza artificiale in grado di raccogliere piccoli oggetti.

Sfondo La mano umana ha cinque dita, ciascuna con più articolazioni. Queste articolazioni sono controllate da muscoli e tendini: i muscoli tirano i tendini, che a loro volta tirano le articolazioni e le fanno piegare. La mano umana ha così tante articolazioni diverse, che la rendono molto flessibile, versatile e facilmente adattabile a un'ampia varietà di compiti diversi. Impari a usare le mani da bambino e quando cresci non devi quasi più pensarci!

Gli ingegneri cercano da anni di costruire mani robotiche, ma si scopre che è molto difficile. Siamo diventati abbastanza bravi nel costruire mani robotiche capaci di fare una cosa specifica. Ad esempio, una pinza robotica in una fabbrica potrebbe essere progettata per raccogliere una determinata parte e fissarla su un’auto. Se provi a far sì che quella pinza prenda una pallina da tennis o un bicchiere d'acqua, tuttavia, non funzionerà affatto! Costruire una mano meccanica versatile quanto la mano umana rimane una sfida enorme.

In questo progetto costruirai una semplice pinza artificiale utilizzando cannucce e spago. Taglierai delle tacche nelle cannucce che fungeranno da "articolazioni" e infilerai delle corde attraverso le cannucce per fungere da "tendini". Tirare le corde farà piegare le articolazioni. Puoi sperimentare la costruzione di diversi tipi di pinze, ad esempio una semplice pinza a forma di artiglio che ha solo due dita con un'articolazione ciascuna o una mano completamente umana con controllo individuale di più articolazioni.

Materiali

Preparazione

Procedura

Osservazioni e risultati Dovresti essere in grado di costruire una mano artificiale in grado di raccogliere oggetti leggeri, come palline da ping-pong, bottiglie di plastica vuote o piccoli animali di peluche. Sarà difficile costruire una mano con cannucce e creta da modellare in grado di afferrare oggetti più pesanti. Se vuoi costruire una mano più forte, potresti sostituire le cannucce e l'argilla con materiali più robusti acquistati in un negozio di ferramenta (ad esempio, tubi di plastica per le dita, cavi metallici per i tendini e una base di legno con fori praticati al suo interno). per la palma).

È molto più semplice costruire e controllare una mano in cui tutte le dita e le articolazioni sono controllate da un'unica corda (simile all'artiglio in stile "macchina arcade", dove tutte le dita si aprono e si chiudono contemporaneamente). È molto più difficile costruire una mano articolata con più articolazioni controllate individualmente, ma ciò non dovrebbe scoraggiarti dal provarci! Ricorda, le tue mani sono molto complicate e gli ingegneri professionisti stanno ancora lottando oggi per costruire una mano robotica completamente funzionale che sia equivalente a quella umana.

Poiché si tratta di un'attività di progettazione ingegneristica, non esiste una formula specifica da seguire per costruire la tua mano. I progetti possono essere molto diversi e non esiste un modo "giusto" o "sbagliato" per realizzarli. Potresti scoprire che alcuni progetti sono più efficaci nell'eseguire diverse funzioni. Se hai costruito mani diverse con numeri diversi di dita, quale hai trovato più versatile?

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Questa attività ti è stata offerta in collaborazione con Science Buddies

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