Se você acompanha o trabalho fantástico de Will Cogley no YouTube, saberá que ele conseguiu fazer uma cabeça humanóide robótica/animatrônica realmente incrível. Possui um número absurdo de servos abarrotados no crânio e é capaz de expressões faciais muito realistas. Mas até agora, period apenas uma cabeça e isso limitou seu potencial. Em seu mais novo vídeo, Cogley expandiu seu design para adicionar um pescoço. Ele projetou o pescoço com inspiração da anatomia humana e uma plataforma Stewart.
Uma plataforma Stewart é um tipo interessante de manipulador que consiste em seis atuadores (geralmente braços hidráulicos ou atuadores lineares) ligando duas placas. Os atuadores estão em uma espécie de arranjo de “zig zag” que permite seis graus de liberdade entre as duas placas – o que significa que a placa superior pode ser definida como qualquer ângulo (em relação à placa inferior) e também se transfer nos três eixos.
Enquanto estudava um livro de anatomia humana para inspiração, Cogley percebeu que os músculos que conectam o pescoço ao tronco têm um arranjo semelhante a uma plataforma Stewart, se você se esforçar com força suficiente. Isso o levou a esse design, que é um pescoço que conecta a cabeça aos ombros (uma base estacionária, por enquanto) através de seis atuadores lineares em miniatura. Isso faz com que o Cogley possa programar movimentos muito realistas.
Ele fez sua programação em Python e implementou algoritmos de cinemática inversa, que o permitiam entrar em uma posição desejada e o programa descobrirá como mover os atuadores lineares para alcançar essa posição. Um PC controla os atuadores lineares através de conselhos do próprio design de Cogley. Um é para distribuição de energia e pode gerar tensões comuns, pois os motores do pescoço têm requisitos diferentes dos motores da face. A segunda placa é para controle de dados do motor e também é configurável para tensões diferentes.
Mas havia um problema: a geometria não period best para uma plataforma Stewart, pois Cogley queria priorizar uma aparência humana em relação à estabilidade. Isso resultou em movimento um tanto espumoso. A solução foi integrar uma coluna que reflete uma coluna humana – fornecendo suporte enquanto ainda é flexível. O Cogley imprimiu as vértebras individuais em plástico rígido e, em seguida, conectou aqueles com discos flexíveis impressos em 3D na TPU. Foram necessários alguma tentativa e erro para obter a flexibilidade dos discos da maneira certa, mas a coluna synthetic ficou muito bem.
Agora, Cogley tem um pescoço totalmente acionado para combinar com o resto da cabeça, o que aumentará drasticamente a sofisticação do robô. E nesse ritmo, só podemos assumir que ele passará para o torso a seguir.