25 суглобів, керування сухожиллями: 1X — для людиноподібного робота зроблені руки, які дійсно «можна відчути світ на дотик», демонструючи вражаючі результати

1X оголосила про нове покоління механічного маніпулятора для гуманоїдного робота NEO з 25 ступенями свободи та сухожильним приводом. Заявляється, що він має спритність і силу, близькі до людських, а також здатен відчувати силу удару та ковзання руки й миттєво реагувати.
(Передісторія: Маск прогнозує: через 5 років у світі щонайменше 100 млн гуманоїдних роботів, а можливо й 1 млрд.)
(Додатковий контекст: як вибудувати індустрію AI-роботів (повний гайд))

У більшості гуманоїдних роботів кисті насправді вміють лише три речі: хапати, відпускати й штовхати. Сила може бути якою завгодно, і чи не з’їде предмет — вони не так легко можуть це відчути. Проте 1X 9-го числа представила нове покоління кисті гуманоїдного робота NEO: 25 ступенів свободи, сухожильний привід. Офіційно заявлено, що вона вже наблизилась до рівня людини за спритністю, силою та надійністю. На опублікованих офіційно реальних відео можна побачити, що гнучкість пальців робота справді досягла нового рівня, що викликало дискусії в спільноті

Від двопальцевого пінцетного захвату до 25 суглобів

Більшість гуманоїдних роботів оснащені двопальцевими пінцетними захватами, а у новій кисті NEO — 25 ступенів свободи, з яких 22 розташовані в пальцях і долоні, а 3 — у зап’ясті. Усі вони від початку мають керування силою та здатні до зворотного приводу.

Якщо просто, ти натискаєш на один палець — він поступається відповідно до сили, одночасно повідомляючи тобі, скільки саме ти приклав. Це забезпечує «сухожильний привід 1X»: систему сухожильного приводу з низьким передавальним числом, яка замінює традиційні редуктори. Відношення приблизно 5:1 до 15:1, що значно менше, ніж типові для індустрії 100:1 до 200:1. Чим менше це відношення, тим менша частка сили «з’їдається» тертям ще до того, як вона дійде до пальця — тому рука відчуває, що саме вона торкнулася.

За характеристиками: максимальний крутний момент у основі великого пальця (CMC-суглоб) — 3.5 Nm, у суглобі пальця (MCP) — 2.6 Nm, максимальна сила згинання на кінчику пальця — 45 N, крутний момент у зап’ясті — 17.75 Nm, точність позиціювання ±0.2 mm. Уся кисть також отримала захист IP68 від води та матеріали харчового класу. На офіційному демонстраційному відео видно, що NEO навіть уміє мити руки самостійно.

Розподіл 25 ступенів свободи також відповідає пропорціям анатомії людини, з особливим акцентом на великому пальці — щоб вона могла реально розвивати зусилля для змикання з іншими чотирма пальцями, а не просто символічно стояти поруч як декорація.

Рука — це самі сенсори

Погляд 1X такий: камера — пасивний спостерігач, але рука — активний експеримент. Вона «питає» питання силою, а потім читає відповідь з тієї самої групи суглобів. Більшість механічних рук — це пристрої «лише записують»: віддаєш команду, рука займає позицію — і на цьому все, жодного змістовного сигналу у відповідь не надходить.

Натомість NEO — «і читає, і записує»: кожен суглоб замкнений у контурі. Це і є відчуття власного тіла — без потреби дивитися, рука сама знає, в якому вона зараз положенні. Щоб зробити це, потрібна конструкція прямого приводу: двигуни майже безпосередньо тягнуть сухожилля, без багаторівневих редукторів, які «з’їдають» сигнал. Просто кажучи: менше редукції як перешкоди — і рука чує звук того, як вона торкається предметів.

Додайте до цього високороздільні тактильні сенсори, розміщені на кінчиках пальців і долоні. Вони вміють визначати нормальну складову сили (енергію в позитивному напрямку), точку контакту та зсув/剪力. Офіційно це називають «силовою прозорістю». Завдяки цьому NEO здатна миттєво виявляти, що предмет починає ковзати в захваті, і відповідати на це. Для дрібних, прозорих, легко деформованих або закритих предметів це особливо критично — лише за візуальним розпізнаванням цього не досягти.

Згідно з офіційними демонстраційними відео, NEO збирає LEGO-конструктор, підбирає з гаманця одну монету або один гвинт, прикручує лампочку, використовує викрутку, допомагає підтягнути блискавку на куртці, сортує виноград за кольором, наливає чай, ловить м’який м’яч, вставляє USB-C зарядний кабель, витирає стіл і навіть спілкується жестовою мовою.

Щодо надійності: 1X заявляє, що нульова кількість компонентів і вся сукупність пальців пройшли через тестові цикли з мільйонів разів. Зап’ястяні суглоби верифікувалися на понад 2 000 000 циклів за умов високих навантажень. Дуже низьке передавальне число плюс сухожильний привід дозволяють безпечно «зворотно приводити» пальці у відповідь на зовнішні удари: коли її лупцюють долонею, коли нею стукають молотком або навіть коли вона затиснута в шухляді — пальці відходять у відповідь, а не руйнуються при жорсткому зіткненні.