Robottikäsi

Robottikäsi on mekaninen laite, joka jäljittelee ihmisen käsivartta ja kykenee liikkumaan useilla nivelillä sekä tarttumaan ja käsittelemään esineitä. Yleensä robottikäsi koostuu rungosta, nivelistä, toimijoista ja end effectorista, kuten tarttujasta tai työkalusta. Nivelten määrä ja vapausasteet määrittävät liikkeiden monimutkaisuuden ja esineiden käsittelyn joustavuuden.

Toimintaperiaate perustuu eri toimijoihin: sähköisistä moottoreista tai servomoitoista, hydraulisista tai pneumatisista aktuaattoreista. Liikkeet koordinoidaan antureilla, kuten enkoodereilla sekä voima- tai paineanturilla, ja lisäksi käytetään kosketus- ja tunnistusantureita. End effectorina käytetään tarttujia, puristimia tai erikoistyökaluja, jotka soveltuvat erikokoisten ja -muotoisten esineiden käsittelyyn sekä työkalutöihin.

Ohjaus ja ohjelmointi: robottikäsi voi toimia teleoperatorisesti tai autonomisesti. Keskeisiä käsitteitä ovat kinematiikka, inversa kinematiikka sekä polkujen suunnittelu ja kontrolli. Modernit järjestelmät hyödyntävät sensoritietoa reaaliaikaisessa ohjauksessa ja voivat oppia tehtäviä koneoppimisen avulla.

Sovellukset: teollisuusautomaatio, logistiikka, terveydenhuolto ja tutkimus. Robottikädet parantavat toistettavuutta, tarkkuutta ja turvallisuutta sekä mahdollistavat monotonisten tai vaarallisten tehtävien siirtämisen ihmisiltä.

Historia ja kehitys: ensimmäiset teolliset robottikädet kehitettiin 1960-luvulla Unimationin toimesta; varhaiset mallit kuten Unimate otettiin käyttöön General Motorsin tuotantolinjoilla. Siitä eteenpäin tekniikka on kehittynyt monipuolisemmaksi, mukaan lukien kehittyneet anturit ja tekoälypohjaiset ohjausmenetelmät.