mimic kondigt twee nieuwe producten aan: de robothand M1 en wearable U1, die ook wel umimic wordt genoemd. De U1 is een exoskelet waarmee menselijke demonstraties direct kunnen worden vertaald naar de bewegingen van de M1. Zo kunnen gebruikers via de wearable de M1 robothand direct met behulp van eigen bewegingen aansturen en trainen.
Met de M1 en U1 wil mimic naar eigen zeggen ‘general-purpose dexterous manipulation’ mogelijk maken. Deze term omschrijft het vermogen van robots om nauwkeurig en flexibel uiteenlopende objecten te manipuleren, vergelijkbaar met een mens. mimic stelt dat dit alleen op schaal haalbaar is via een volledig verticaal geïntegreerde aanpak, waarbij hardware, software en data-verzameling op elkaar zijn afgestemd. Het bedrijf trekt daarbij de vergelijking met de ontwikkeling van autonome voertuigen.
Combinatie van databronnen
Voor het trainen van de M1 maakt mimic gebruik van een combinatie van databronnen. Zo zet mimic video’s van menselijke handelingen in voor voortraining, terwijl teleoperatie en implementatiedata worden gebruikt voor natraining. mimic meldt zijn technologie bewust te beperken tot een robothand en bijvoorbeeld geen tweevingerige grijper te ontwikkelen, aangezien dit aparte training zou vereisen.
“Als we de voortraining baseren op menselijke video’s en vervolgens een grijper met twee vingers inzetten, introduceren we een kloof tussen verschillende belichamingen (cross-embodiment gap). Hierdoor raken onze fasen van voortraining en natraining niet goed op elkaar afgestemd: de eindeffector (het uiteinde van het robotsysteem dat de interactie met de omgeving uitvoert) is anders, en de afzonderlijke stappen die een mens neemt om een object te manipuleren, zijn niet dezelfde stappen die een grijper met twee vingers zou moeten uitvoeren”, schrijft mimic in een blogpost.
M1 robothand
De M1 robothand is voorzien van gewrichten die zijn afgestemd op de functioneel belangrijkste vrijheidsgraden van de menselijke hand. In totaal beschikt de hand over 15 actieve vrijheidsgraden verdeeld over 21 gewrichten. Het terugdrijfkoppel van de actuatoren ligt onder 0,05 Nm, waardoor gewichten vanaf 50 gram direct via de motorstroom kunnen worden gedetecteerd. Een dual-encoder-opstelling maakt het mogelijk aanrakingen te herkennen tot op 0,1 N nauwkeurig. Sensoren in de vingertoppen meten schuifkrachten en contactpunten.
Voor de aandrijving maakt mimic gebruik van een pees-gedreven architectuur, waarbij de motoren in de onderarm zijn geplaatst in plaats van in de hand zelf. De aansturing vindt daarbij plaats via Bowdenkabels. Deze keuze maakt het mogelijk grotere, krachtigere en beter backdrivable motoren te gebruiken dan bij volledig geïntegreerde handen mogelijk zou zijn. Om slijtage en variabele wrijving te voorkomen die kunnen optreden bij op Bowden-kabels gebaseerde systemen, worden de pezen via lagers en katrollen geleid. Dit zorgt volgens mimic voor een lineair en voorspelbaar krachttransmissiepad.
Volgens de gepubliceerde specificaties heeft de M1 een statisch draagvermogen van meer dan 25 kg bij een cilindrische grip, een vingertoppositienauwkeurigheid van ±0,18 mm en een speling van minder dan 0,3 graden. De hand wordt in Zwitserland ontworpen en geproduceerd door het Zwitsers-Amerikaanse bedrijf.
U1 wearable
De U1 is een passief, door de gebruiker aangedreven exoskelet dat de bewegingen en aanrakingen van de M1 nabootst. De wearable is voorzien van een koppelmechanisme dat de bewegingsvrijheid van de menselijke hand beperkt tot de bewegingsvrijheid van de M1 robothand. Daarbij wordt een 1-op-1 koppeling per vrijheidsgraad gecreëerd. Ook de sensoren, encoders en polscamera van de M1 zijn op de U1 gerepliceerd. Zo ervaren de gebruikers dezelfde zintuiglijke feedback als de robot.
Ook wat betreft afmetingen en vorm is de U1 afgestemd op de exacte geometrie van de M1. Dit levert beperkingen op: de U1 wearable is hierdoor alleen geschikt voor gebruikers binnen een bepaalde handmaat. “Een draagbaar systeem dat zich aan elke hand kan aanpassen, kan niet tegelijkertijd de exacte kinematica van de robot afdwingen. Daarom hebben we gekozen voor de tegenovergestelde ontwerpafweging. De geometrie is vastgelegd op de robot, waardoor het apparaat alleen goed werkt voor gebruikers van wie de handen binnen een bepaald maatbereik vallen. Daar staat tegenover dat de mechanische koppeling direct is. Demonstratoren voelen contactkrachten via hun eigen vingers, handelen zonder regelvertraging of herkalibratie van bewegingen (retargeting), en voeren manipulatietaken uit met vrijwel de natuurlijke snelheid van een mens. De resulterende demonstraties zijn daardoor zowel sneller te verzamelen als beter afgestemd op het gedrag dat de robot geacht wordt te reproduceren”, aldus mimic.
Middleware
mimic lanceert ook een eigen middleware-stack, die mimic-ipc wordt genoemd. Deze is specifiek gericht op realtime robotbesturing. De middleware verzorgt de communicatie tussen de verschillende onderdelen van het robotsysteem, zoals sensoren, actuatoren en besturingssoftware. mimic trekt daarbij de vergelijking met FastDDS, een veelgebruikte communicatie-oplossing binnen de robotica die vaak wordt ingezet in combinatie met ROS2 — een populair open-source framework voor het bouwen van robotsoftware. Volgens het bedrijf behaalt mimic-ipc ten opzichte van FastDDS met shared memory een snelheidswinst van ongeveer 18.000 keer bij het verwerken van HD-beeldgegevens, met een mediane latentie van 89 nanoseconden tussen processen op afzonderlijke cores. Ook op het gebied van jitter, wat de mate van variatie in latentie omschrijft, claimt mimic aanzienlijk beter te presteren dan gangbare oplossingen zoals ROS2 met FastDDS.
