Na vysoké škole v Jihlavě se rodí umělé prsty. Robot je dostane po prázdninách

Hlavní řešitel projektu za Ústav termomechaniky (ÚTAV) Akademie věd ČR Radek Kolman, vedoucí katedry technických studií VŠPJ, nedávno Novinkám ukázal zařízení se dvěma umělými prsty ovládanými tlakem vzduchu. Ty šetrně a řízeně uchopí např. pingpongový míček nebo píšťalku, záhy povolí a upustí.

Nyní tým projektu z VŠPJ, ÚTAV a Ústavu teorie informací a automatizace AV ČR pracuje na vývoji vhodných materiálů, jejichž deformace je řízena vnějším elektrickým napětím.

„Mezi prstem a objektem máme vloženy snímače kontaktní síly. Tu tak můžeme přímo detekovat, abychom daný objekt uchopili dostatečně pevně, ale přitom nerozbili,“ dává vědec za příklad manipulaci s vejcem a přibližuje pilíř úkolu – nalézt mechanismus a jeho řízení pro úchop objektu v koordinaci s robotem.

Najít je přitom potřeba i optimální složení pružného materiálu a tvar pro samotný prst, aby se vhodně deformoval, a přitom nepraskl během provozu. K tomu výzkumníkům pomáhá špičková vysokoškolská laboratoř chytrých materiálů, cyberfactory s roboty a také laboratoř 3D tisku. Díky ní jednoduše získávají prototypy a mohou efektivně měnit složení materiálu.

„Technologie 3D tisku je pro prototypování úžasná, nepotřebujeme vytvářet pevné formy pro odlévání a vstřikování. Následné obrábění není nutné. Kdybychom museli třeba vyrábět vstřikovací formu, to by bylo cenově nedostupné,“ pochvaluje si vybavení docent Kolman.

Motorem výzkumu jsou tzv. elektroaktivní materiály. „Vytisknu si strukturu, například nějaký pásek s potřebnou fyzikální vlastností (třeba piezoelektrické chování), na povrch nanesu elektrody, přivedu elektrické napětí – a vlivem toho se pásek začne deformovat,“ snaží se vedoucí katedry popsat proces řízení pohybu prstu tak, aby byl pochopitelný i laikům.

„Tady není úplně cílem klasická náhrada končetiny, ale chytřejší ruky do průmyslové výroby,“ usměrňuje potenciální představu o dokonalé protéze, řízené impulzy z mozku – i když budoucnost to prý je.

Jak totiž připomíná, současná tuzemská většinová výroba se opírá o pneumatické mechanismy spojené s potřebou robustních rozvodů vzduchu a velkou aparaturou. Jejich náhrada prvky automatizace a robotizace by konkurenceschopnost tuzemské ekonomiky citelně zvýšila.

Využití vidí vědec hlavně ve vesmírném výzkumu a také ve výrobě čipů, jejíž koncentrace do jednoho regionu v rámci světa se ukázala být slabinou za covidu. Lídrem je Asie, a tak není náhoda, že právě s jihokorejskými kolegy z Kyung Hee University v Soulu, špičkovými specialisty na prvky medicínských robotů, VŠPJ na řešení úkolu spolupracuje.

„Cílem základního výzkumu je získat nové znalosti studované problematiky a posunout je dál. Samozřejmě bychom v budoucnu rádi vhodnou formou ve spolupráci s nějakou firmou pokračovali. Bionická ruka je nakonec ta samá oblast,“ přiznává Radek Kolman ambice mladé vysoké školy. Nejbližším cílem je zatím dotáhnout řešení, které je již ve stavu ověřeného konceptu, a výsledky publikovat v zahraničních časopisech.

„Ideální stav by bylo najít vlastní cestu pro tuzemský průmysl či zdravotnictví. Nikdo vám zadarmo nic nedá,“ připomíná.