Hand byggt humanoidrobotar, del 1: Inledning

Det är därför en robot rör sig som en robot - eller vilja att någon gör den robot dans: http://www.youtube.com/watch?v=4YJ3BTKMILw

Men samtidigt som en människa kan imitera en robot, en robot kan inte imitera en människa, varför? eftersom dessa Super-exakt motorer måste alltid kopplas på, alltid vara engagerad och alltid totalt och absolut kontroll över de exakta rörelserna av robot - kort sagt, det kan inte koppla av.

Detta låter inte som en stor sak.

Men när du kombinerar detta med en extremt styvt förkroppsligar det gör livet mycket svårt faktiskt om du är en robot som försöker rensa den genomsnittliga hem. En felaktig bedömning och att Ultra styva arm ska sättas Super just genom att glas bordsskiva.

Bara en bula i Rya är nog att göra roboten några grader från där man beräknat det var och bye-bye glas. Detta problem är grundläggande för det robot tillvägagångssättet eftersom snabbare reaktionstider nog att avvärja olyckan också ökar den potentiella skada som kan orsakas och sakta ner nog aldrig göra misstag gör roboten värdelös.

Fabriken robotar lita på den noga kontrollerad miljön av fabriken till fungerar hastighet - saftey hinder och allt. Ta bort och de är bara bitar av metall förstöra de mjuka möbler.

Tänk dig att köra förbi glasbord och plocka samma juice glas upp. Du kan göra detta eftersom din kropp är elastisk och av avkopplande rätt bitar din hand kan lätt göras att skumma längs ytan på bordet utan att skada den.

Denna mycket enkla skillnad gör hela skillnaden.

Du har inte veta exakt var på bordsskivan är, ditt lillfinger kan hitta det och vägleda din arm längs den så fort du gillar eftersom musklerna i din arm, tillbaka och skuldra kan sträcka sig för att rymma några fel.

Så det är enkelt rätt? Lägg bara till elasticitet på en extremt styv fabriken robot och säkert det kunde göra samma sak? Nå nej, eftersom då det inte längre är extremt styv, och det innebär att din super-exakt motorer vet inte längre var de bara flyttar roboten att.

Så du börjar lägga till som källor och extra ståndpunkt sensorer och kraft sensorer och accelerationsgivare och snart det är ingenting en robot du förstår eller någonsin har sett förut. I själva verket det verkar fungera mycket mer som ett biologiskt system - och Lyckligtvis finns det massor av exempel på humanoid biologiska system att studera - oss.

En dag vi kan kunna iscensätta det bättre, men för nu vi fortfarande kämpar för att förstå precis varför den mänskliga kroppen är satt ihop så det är och hur detta ger upphov till de otroliga bedrifter vi klarar av: http://www.youtube.com/watch?v=Vo0Cazxj_yc

Presenterar vi här och i det följande instructables är vår metod att försöka lösa denna gåta genom att bygga en följd av androider med organ som fungerar, så nära som vi kan hantera, genom samma mekaniska principer som våra egna.

Syftet är att skapa modifierade kopior av inre mekaniska anatomi och material av kroppen. Allt från fungerande kopior av låg friktion ytbehandlar av lederna att mönster av muskler med motoriska drivande senor anslutna elastiskt på samma platser och sätt som de riktiga musklerna.

Detta alla låter bra men visst det är mycket dyrt? Tja, ja och nej.

Det har verkligen varit dyra utveckla hur du gör detta och vi har varit lycklig nog att ha ett par av bidrag på vägen men märkligt robotarna bilden nedan helt byggdes för hand från relativt billiga komponenter med enkla handverktyg - bärgade skruvmejsel motors, Hastighetsregulatorer för R/C bilar och homebrew mikroprocessor styrelser.

Total kostnad: < 3000 $/ euro

(Ungefärliga: 46 skruvmejsel motors x 15 $/ euro, 46 potentiometrar x 10 $/ euro, 46 hastighet styrenheter x 27 $/ euro, 6 mikroprocessor styrelser x 30 $/ euro 5 kilo Shapelock (Polymorph) 100 $/ euro, Dyneema, webbkamera, högtalare och andra material < 300 $/ euro,)

3k bitar för en full storlek, fungerande robot humanoid torso med 46 powered frihetsgrader, laptop inte ingår...

Medan det är hönsfoder bredvid 400k för en PR2 det är fortfarande mer än de flesta människors fickpengar, men frukta inte, ty under hundra kan du fortfarande göra dig själv en mycket respektabel par händer.

Så, låt oss komma igång.

Den viktigaste ingrediensen är Shapelock (Polymorph i Europa) som används för att hålla allt annat tillsammans och du kan få en nästan gratis prov (P & P) att leka med här:

Shapelock prov: http://shapelock.com/page3.html

För att verkligen få ut mesta möjliga av det även om du kommer att behöva några saker... är bara listan nedan nog att göra ett par av fullt fungerande händer.

Material:

Shapelock (Polymorph) - den vanliga vita saker, ett finger använder 10 till 15 g
Högpresterande sträng - detta är för senor så desto starkare desto bättre, Dyneema är bäst och används i fiske, sport och camping så bör lätt för att hitta - 1,5 till 2 mm diameter är mycket stark nog, tillåta 1 m per finger
Bungee chock sladden - bra grejer är marin kvalitet för båtar - 3 till 4 mm i diameter och 4 cm per finger
Superlim - en långsam inställning gel typ är mycket lättare att hantera, en röret gör dussintals fingrar
Kall spray - även känd som frysa spray, ice spray och omedelbar kalla spray, man kan av det slag som säljs i rörmokare butiker ska vara bra
Teflon - en enda cykel redskap kabel liner eller ett paket av självhäftande Teflon blad (typ backas upp med ett tunt lager av dubbel dubbelhäftande skum, inte den tjocka tunga dem med ett lager av massivt gummi) som används för möbler reglagen
Lycra - som används i sports redskap, den stretchier desto bättre, tillåta 10x10cm per finger
Aluminiumrör, rund - ca 12 mm eller 1/2" diameter av 1 m

Verktyg:

Kök skål - förmåga att hålla färsk kokt vatten, glas är bäst så du kan se Shapelock (Polymorph) smältning
Vattenkokare - alla kommer att göra
Mikrovågsugn - alla kommer att göra
Varm luft pistol - som används för att måla strippa
Non-stick rullande Matta - any billigt silikon rullande Matta för konditorivaror ska vara bra, Ikea säljer också en transparent polypropen arbete mattan som är perfekt och vid ett tryck på locket till en bra storlek tupperware kommer att göra
Non-stick kavel - några billiga silikon brödkavel för konditorivaror ska vara bra
En liten bit av aluminiumplåt - används för att rulla ut korv av material, igen du kan komma undan med att använda en tupperware lock
Sax - om du använder Dyneema få speciella Dyneema skärande saxar, inga riktigt
Side cutters - ett par gamla trubbiga är faktiskt bäst
Tång - mer utnyttja bättre
Lödkolv - lödning pistol från Weller ger mycket bättre kontroll än en vanlig lödkolv

När du har fått alla dessa saker tillsammans är det dags för del 2: en primer på Shapelock (Polymorph) snabbt följt av Del3: hur man gör en robot hand