Nastolatek zbudował z LEGO robotyczną dłoń jak z filmu sci-fi! Oto Educational SoftHand-A
W świecie nowoczesnej robotyki pojawił się projekt, który zachwycił zarówno naukowców, jak i pasjonatów LEGO. Jared K. Lepora, zaledwie szesnastoletni uczeń z Wielkiej Brytanii, stworzył niezwykłą robotyczną dłoń — Educational SoftHand-A, inspirowaną ludzką anatomią i zbudowaną w całości z klocków LEGO MINDSTORMS. Ta konstrukcja nie tylko porusza się w sposób zbliżony do prawdziwej dłoni, ale również wykorzystuje koncepcję „miękkiej synergii”, czyli sposobu, w jaki ludzkie palce współpracują podczas chwytania przedmiotów.
Projekt Jareda to połączenie kreatywności, nauki i nowoczesnej technologii. Zamiast drogich części 3D czy specjalistycznych komponentów, nastolatek wykorzystał standardowe elementy LEGO – silniki, osie, zębatki i linki pełniące rolę ścięgien. Cała konstrukcja napędzana jest przez dwa silniki LEGO, które działają jak „mięśnie” dłoni. Jeden odpowiada za ruch zamykania, drugi za otwieranie palców. Dzięki zastosowaniu mechanizmu różnicowego, dłoń potrafi dostosować siłę chwytu do kształtu i twardości przedmiotu, co czyni ją wyjątkowo realistyczną.
To właśnie ta adaptacyjność, inspirowana badaniami nad tzw. soft synergies, wyróżnia projekt Educational SoftHand-A na tle innych robotycznych konstrukcji z LEGO. Gdy jeden z palców napotka opór – np. dotknie obiektu – pozostałe palce automatycznie dostosowują swój ruch, by cała dłoń mogła pewnie uchwycić przedmiot. Tego rodzaju elastyczność jest kluczowa w robotyce nowej generacji, która stawia na interakcję człowieka z maszyną w naturalny, bezpieczny sposób.
Jared nie pracował sam. Wspierał go jego ojciec, Nathan F. Lepora, profesor robotyki z Bristol Robotics Laboratory. Wspólnie opracowali konstrukcję, która jest nie tylko działającym modelem badawczym, ale przede wszystkim — narzędziem edukacyjnym. Jak podkreślają autorzy projektu, celem było umożliwienie młodym ludziom zrozumienia zasad działania prawdziwych robotów, bez konieczności dostępu do kosztownych laboratoriów czy sprzętu. Wystarczy zestaw LEGO MINDSTORMS i odrobina wyobraźni.
Co ciekawe, pomimo ograniczeń materiałowych, wyniki testów Educational SoftHand-A są imponujące. Każdy palec składa się z trzech stawów i potrafi generować siłę chwytu rzędu kilku niutonów – wystarczającą, by podnieść kubek, piłkę czy plastikową butelkę. Czas pełnego zamknięcia dłoni wynosi około jednej sekundy, co w przypadku konstrukcji LEGO można uznać za ogromne osiągnięcie.
Zastosowanie napędu antagonistycznego, czyli dwóch silników działających w przeciwnych kierunkach (jak ludzkie mięśnie zginacze i prostowniki), pozwoliło uzyskać płynność i stabilność ruchu. Mechanizm różnicowy z kolei rozdziela moment obrotowy tak, by palce poruszały się niezależnie od siebie. Efekt? Ruchy dłoni wyglądają niemal naturalnie.
Ale to nie wszystko. Jared opublikował swój projekt w formie otwartego źródła – wraz z dokumentacją techniczną, schematami oraz kodem sterującym. Dzięki temu nauczyciele i uczniowie z całego świata mogą odtworzyć konstrukcję w swoich szkołach, wykorzystując ją w ramach zajęć STEM i projektów edukacyjnych. W praktyce oznacza to, że każda szkoła z zestawem LEGO MINDSTORMS może teraz wprowadzić uczniów w świat nowoczesnej robotyki w przystępny i inspirujący sposób.
Projekt Educational SoftHand-A został opisany w publikacji naukowej dostępnej na platformie arXiv, a także zaprezentowany przez serwisy naukowe takie jak TechXplore czy New Scientist. Media okrzyknęły Jareda „cudownym dzieckiem robotyki”, a jego praca została uznana za jeden z najlepszych przykładów wykorzystania LEGO w edukacji inżynierskiej.
To jednak dopiero początek. W planach jest rozwinięcie projektu o dodatkowe czujniki – dotyku, nacisku i temperatury – które pozwolą dłoni lepiej „rozumieć” otoczenie. W przyszłości konstrukcja może zostać zintegrowana z systemami wizji komputerowej, co otworzy zupełnie nowe możliwości – od prostych zadań manipulacyjnych po naukę sztucznej inteligencji w praktyce.
Jak podkreśla sam Jared, jego celem było pokazanie, że wielkie pomysły nie wymagają dużego budżetu. Wystarczy ciekawość, determinacja i kilka klocków LEGO, by stworzyć coś, co inspiruje innych. W dobie, gdy edukacja STEM staje się kluczowa dla przyszłości, projekty takie jak Educational SoftHand-A pokazują, że nauka może być fascynująca, przystępna i pełna pasji.
Nie ma wątpliwości, że to dopiero początek kariery młodego konstruktora. Jared K. Lepora już dziś inspiruje rówieśników i dorosłych do odkrywania świata robotyki na własnych zasadach. A jego dłoń z LEGO — choć stworzona z prostych elementów — stała się symbolem połączenia nauki, wyobraźni i ludzkiej kreatywności.
Jared K. Lepora – profil i rola
Jared K. Lepora, uczeń (16 lat) w momencie realizacji projektu w Bristol Grammar School (Wielka Brytania), jest głównym autorem artykułu opisującego projekt. Choć jest bardzo młody, projekt prezentuje dojrzałe podejście do inżynierii robotycznej. Współpracował z zespołem naukowców, co pokazuje, że innowacje mogą wychodzić także od młodszych osób, jeśli tylko mają odpowiednie wsparcie.
Zespół i instytucje
Współautorami projektu są m.in. Nathan F. Lepora (prawdopodobnie tata Jareda) z Bristol Robotics Laboratory na Uniwersytecie w Bristolu, oraz inni badacze. Artykuł został opublikowany jako pre-print na arXiv pod tytułem „Educational SoftHand-A: Building an Anthropomorphic Hand with Soft Synergies using LEGO MINDSTORMS”.
Źródło: TechXplore, galaxyweb
