– Rent matematiskt behövs inte fler än två fingrar för alla de olika uppgifter en robot kan behöva utföra. Att det forskas på människolika robothänder beror på att det handlar om servicerobotar som ska hjälpa gamla eller sjuka människor i hemmet. I vår egen miljö vill vi att de ska vara mer människolika, säger Mohammadali Honarpardaz, nybliven doktor vid Avdelningen för maskinkonstruktion, Linköpings universitet.
– Vi lyckades nästan. Vi har kommit ner till två dagar och några timmar, berättar Mohammadali Honarpardaz, vars uppgift i programmet var att få ner tiden för konstruktion av robotens fingrar, själva gripdonen.
– Fingrarna är av enormt stor betydelse, det är ju robotens enda kontakt med omvärlden. Det spelar ingen roll hur väl roboten i övrigt är konstruerad om inte fingrarna klarar sin uppgift, säger han.
– Att konstruera ett enkelt gripdon som öppnar och stänger med en viss kraft tar tre minuter med den metod jag föreslår i avhandlingen. Det görs idag manuellt och tar minst en månad, för en expert säger han.
Han har också visat att det inte blir några kvalitetsskillnader beroende på om fingrarna är konstruerade med automatik eller för hand. De små skillnader som uppmätts ligger på mindre än 0,5 procent. I avhandlingen har han även visat att metoden är användbar för lite mer komplicerade robotfingrar som kan utföra flera olika typer av uppgifter utan att roboten behöver ställas om.
– Det är ett stort gap mellan den akademiska forskningen och den som bedrivs inom industrin. Inom akademin löser de gärna problem de själva identifierat, men inte de problem som är relevanta för industrin. Att vi människor har fem fingrar beror på att de behövs för att få större kraft i handen, våra fingrar är för svaga en och en. Ändå handlar majoriteten av all forskning inom området om människolika händer och trots att det finns massor av problem kvar att lösa med de två eller trefingrade gripdonen, säger Mohammadali Honarpardaz.
Och det är forskningsuppgifter han gärna ger sig på i nya projekt tillsammans med forskarkollegorna på Linköpings universitet.
Avhandlingen:
Finger Design Automation for Industrial Robots, A generic and Agile Approach, Mohammadali Honarpardaz, Division of Machine Design, Department of Management and Engineering, Linköping University 2018
Dissertation No 1917. Huvudhandledare professor Johan Ölvander.
Horizon 2020-program
Mohammadali Honarpardaz har varit industridoktorand och har sin hemvist på ABB Corporate Research i Västerås. Forskningen är därför industrinära och har ingått i ett större Horizon 2020-program, SARAFun, som just avslutats. Målet för hela programmet var att göra det möjligt för även icke-experter att skapa ett robotiserat monteringssystem på en dag. Något som idag, för experter, tar minst ett halvår.– Vi lyckades nästan. Vi har kommit ner till två dagar och några timmar, berättar Mohammadali Honarpardaz, vars uppgift i programmet var att få ner tiden för konstruktion av robotens fingrar, själva gripdonen.
– Fingrarna är av enormt stor betydelse, det är ju robotens enda kontakt med omvärlden. Det spelar ingen roll hur väl roboten i övrigt är konstruerad om inte fingrarna klarar sin uppgift, säger han.
Automatisk konstruktion
I avhandlingen har han tagit fram en metod att automatiskt konstruera robotfingrar för olika typer av uppgifter där det handlar om montering av små delar, uppgifter som kräver både hög precision och repeterbarhet. Här krävs inga dyra och komplicerade sensorer i fingertopparna utan bara en robust och billig spänningsgivare integrerad i fingret som känner av lasten. Roboten ska utföra samma uppgift gång på gång, något som man lär roboten genom att enkelt och handgripligt demonstrera för den hur det ska gå till.– Att konstruera ett enkelt gripdon som öppnar och stänger med en viss kraft tar tre minuter med den metod jag föreslår i avhandlingen. Det görs idag manuellt och tar minst en månad, för en expert säger han.
Han har också visat att det inte blir några kvalitetsskillnader beroende på om fingrarna är konstruerade med automatik eller för hand. De små skillnader som uppmätts ligger på mindre än 0,5 procent. I avhandlingen har han även visat att metoden är användbar för lite mer komplicerade robotfingrar som kan utföra flera olika typer av uppgifter utan att roboten behöver ställas om.
Industrirelevans
Men mer forskning kring robotfingrar behövs och industrin driver på.– Det är ett stort gap mellan den akademiska forskningen och den som bedrivs inom industrin. Inom akademin löser de gärna problem de själva identifierat, men inte de problem som är relevanta för industrin. Att vi människor har fem fingrar beror på att de behövs för att få större kraft i handen, våra fingrar är för svaga en och en. Ändå handlar majoriteten av all forskning inom området om människolika händer och trots att det finns massor av problem kvar att lösa med de två eller trefingrade gripdonen, säger Mohammadali Honarpardaz.
Och det är forskningsuppgifter han gärna ger sig på i nya projekt tillsammans med forskarkollegorna på Linköpings universitet.
Avhandlingen:
Finger Design Automation for Industrial Robots, A generic and Agile Approach, Mohammadali Honarpardaz, Division of Machine Design, Department of Management and Engineering, Linköping University 2018
Dissertation No 1917. Huvudhandledare professor Johan Ölvander.
