La plus petite main adroite à 20-degrés-de liberté au monde, développée par la société chinoise Encos

La main adroite à 20-degrés-de liberté la plus petite au monde, développée par la société chinoise Encos

Une entreprise basée à Nanjing-est parvenue à atteindre un équilibre parfait entre la taille et les degrés de liberté de son produit, brisant ainsi le "triangle impossible" des performances en termes de volume-degrés de liberté-. Cette main adroite, nommée EC-DexHand-5F, possède non seulement 20 degrés de liberté actifs, mais constitue également le plus petit modèle actuellement disponible sur le marché !

Ce produit a fait ses débuts avec succès lors de la conférence 2025 de l'industrie de la robotique humanoïde et de l'intelligence incorporée qui s'est tenue à Pékin le 15 avril.

La plus petite main adroite à 20-degrés-de liberté :

La technologie des mains agiles présente des défis importants, et de nombreuses affirmations de l'industrie sont souvent exagérées. Selon Robot Lecture Hall, de nombreux fabricants commercialisent leurs produits sous la forme de « 20 degrés de liberté » ou de « 16+ degrés de liberté », tout en spécifiant généralement « 12 degrés de liberté actifs ». Ces produits ont généralement du mal à être reconnus par les entreprises étrangères et les laboratoires universitaires.

La raison réside dans le génie mécanique, où les degrés de liberté font principalement référence au nombre de paramètres de mouvement indépendants requis pour qu'un mécanisme réalise un mouvement spécifique. La plupart des mains adroites dites à 20 -DOF sur le marché ne parviennent fondamentalement pas à répondre à cette norme, leurs véritables degrés de liberté étant limités aux degrés actifs spécifiés. Par conséquent, lorsque la société de robotique sud-coréenne Tesollo a lancé sa pince humanoïde à cinq doigts Delto Gripper-5 Finger (DG-5F) en février de cette année, elle a été présentée comme le plus petit produit au monde doté de véritables 20 degrés de liberté indépendants.

Comparé au DG-5F de Tesollo, le nouveau EC-DexHand-5F d'Inks présente non seulement une taille plus petite (son volume est identique à celui d'une main masculine adulte), mais présente également une répartition de la liberté plus étroitement alignée sur celle de la main humaine. Cette conception facilite l’utilisation à distance de la main adroite pour la collecte de données en tirant parti d’autres appareils pour surveiller l’état de la main humaine.

Techniquement parlant, les mains robotiques agiles sont bien plus complexes que les autres composants robotiques, et atteindre de plus grands degrés de liberté avec un encombrement réduit n’est pas une tâche facile. Dans la conception matérielle, la miniaturisation des degrés de liberté de chaque joint nécessite un équilibre entre compacité et intégrité structurelle. Par exemple, les doigts bioniques doivent s'adapter aux unités d'entraînement, aux mécanismes de transmission et aux capteurs tout en maintenant l'équilibre entre la force de sortie et la vitesse de réponse. La sélection des matériaux pour l’extérieur doit également équilibrer la construction légère avec la durabilité, l’adaptabilité et la rigidité.

Les algorithmes logiciels sont confrontés à des défis encore plus grands. La résolution d'équations en-temps réel pour des mains adroites à un haut-degré-de-liberté implique des problèmes d'optimisation mathématique hautement redondants, nécessitant des solutions réalisables rapidement grâce à des méthodes telles que le pseudoinverse de la matrice jacobienne ou les réseaux de neurones. Par exemple, lors d'opérations coordonnées à plusieurs-doigts, une planification dynamique des couples articulaires est nécessaire pour éviter les auto-collisions tout en s'adaptant à différentes formes et poids d'objets-exigeant des ressources de calcul en temps réel-extrêmement élevées. De plus, le contrôle de l'impédance exige une modélisation précise des paramètres de rigidité environnementale et d'amortissement, tandis que le maintien de la stabilité sous des perturbations dynamiques reste un défi important.

L'approche d'Inks rompt avec les structures conventionnelles en mettant en œuvre une solution commune miniaturisée innovante sur l'EC-DexHand-5F. Chaque articulation active est conçue comme une unité modulaire indépendante, intégrant un moteur, un réducteur et un entraînement. Cette conception de commande de transmission distribuée-permet à la main adroite d'être assemblée et démontée avec la flexibilité des blocs de construction. Il évite les chaînes de transmission complexes à articulations multiples que l'on trouve dans les conceptions traditionnelles, telles que les tendons imbriqués ou les engrenages liés, réduisant ainsi la complexité mécanique globale.

Il est prévisible que l'EC-DexHand-5F offrira des performances supérieures en termes de durée de vie et de fiabilité, grâce à ses joints modulaires et à sa conception de refroidissement redondante. Inks a révélé que la société avait prévu des tests de résistance sur la durée de vie pour des scénarios industriels et médicaux typiques, avec un rapport complet de vérification de la fiabilité dont la publication est prévue en 2025. Ce rapport fournira aux utilisateurs de différents domaines des critères de sélection quantifiables. Bien que les données finales sur la durée de vie nécessitent une validation par des tests opérationnels réels, basés sur des tests de vieillissement accéléré en laboratoire et sur les performances historiques de modules comparables, le produit d'Inks devrait également offrir une durabilité impressionnante.