Вы когда-нибудь задумывались, почему даже самые продвинутые роботы до сих пор не могут просто взять и хлопнуть в ладоши, не развалившись на части? Оказывается, создать механическую руку, которая была бы одновременно ловкой, как человеческая, и при этом не рассыпалась от первого же удара, — задача настолько сложная, что инженеры бились над ней десятилетиями. Но недавно немецкие конструкторы из Института робототехники, похоже, совершили прорыв. Их новая металлическая рука не просто имитирует движения живого человека — она выдерживает удары молотка, ловит мячи и даже способна отбросить предмет одним движением ладони. И всё это при цене, которая для мира высоких технологий звучит почти скромно: от 70 до 100 тысяч евро.

Почему прежние руки были такими хрупкими

Робототехника давно научилась создавать конструкции, напоминающие человеческую конечность. Но почти все они страдали одним и тем же недостатком: стоило приложить чуть больше усилия, чем задумано, и дорогостоящий механизм выходил из строя. Инженеры не могли даже провести полноценные испытания — любой удар или резкое движение грозили поломкой. Например, ранее в Шанхае человек в ЭЭГ-шлеме мысленно приказал роботизированной руке взять яблоко, но о прочности таких систем речи не шло. А поскольку каждая такая рука обходилась в огромные суммы, рисковать никто не хотел. В результате разработки буксовали, а практическое применение оставалось под вопросом. Немецкая команда решила эту проблему радикально: они сделали прочность главной отличительной чертой своего детища.

19 степеней свободы и секрет упругости

Человеческая рука обладает примерно 20 степенями свободы — это то, что позволяет нам вращать кистью, сгибать каждый палец под разными углами и совершать тончайшие манипуляции. Новая роботизированная версия имеет 19 степеней — почти полное совпадение. Действия каждого пальца независимы, а за их подвижность отвечают 38 тросов, выполняющих роль сухожилий. Сами эти искусственные сухожилия изготовлены из синтетической ткани особой прочности и снабжены небольшими моторами в районе предплечья, а также пружинными механизмами. Пружины здесь — не просто амортизаторы. Они накапливают кинетическую энергию, как это происходит в живой руке, и делают пальцы эластичными. Благодаря этому механическая кисть может обхватывать собственные пальцы, а по степени натяжения пружин даже определять мягкость объекта: чем сильнее натяжение, тем более податливый предмет попал в захват. Кроме того, можно регулировать упругость ладони — например, чтобы мягко удержать хрупкий стакан или, наоборот, крепко сжать инструмент.

Как работают двойные моторы

Каждый сустав руки оснащён двумя моторами. Когда оба вращаются в одном направлении — вперёд или назад — палец сгибается или разгибается. Но если моторы начинают работать в противоположных направлениях, пальцы вытягиваются и становятся упругими. Именно этот режим позволяет ладони отбросить от себя предмет — резким, но контролируемым движением. Такая схема не только повышает функциональность, но и делает руку удивительно живучей. На испытаниях она выдержала удары битой, молотком и даже металлическим бруском — то, что для других конструкций было бы фатальным. Для сравнения: большинство аналогов не способны даже хлопнуть в ладоши без повреждений.

От ловли мяча до второй руки

Практические возможности новой руки впечатляют. Она свободно обхватывает объекты небольшого размера, может поймать летящий мяч и тут же бросить его обратно. Это уже не просто лабораторный образец, а платформа для реальных экспериментов. И инженеры не собираются останавливаться: теперь они говорят о создании второй такой же руки, чтобы прикрепить обе к торсу и начать отрабатывать совместные движения. Если всё получится, мы вплотную приблизимся к роботам, которые смогут манипулировать предметами почти как люди — и при этом не бояться случайного столкновения с твёрдой поверхностью. Ведь, как заметил ещё Аристофан, «не корми словами вместо хлеба» — в робототехнике, похоже, тоже предпочитают дела обещаниям.