Układ do sterowania mechanicznych fantomem dłoni

Na przestrzeni lat, interakcja między człowiekiem a komputerem, znana również jako
interakcja człowiek-komputer, stała się bardzo ważną i szybko rozwijającą się dziedziną
współczesnej nauki. Wynika to z ciągłego rozwoju technologicznego i dążenia do poprawy
możliwości komunikacji pomiędzy nimi. Głównym celem projektu jest zaprojektowanie,
zbudowanie oraz uruchomienie urządzenia odpowiedzialnego za sterowanie
mechanicznym fantomem dłoni w czasie rzeczywistym. Cały układ składa się z trzech
elementów, którymi są: ręka robota wydrukowana w technologii druku 3D, manipulator
czujników ugięcia oraz główny układ sterujący. Układ do sterowania mechanicznym
fantomem dłoni oraz ręka robota, jest szeroko stosowana w różnych dziedzinach życia.
Technologię tą wykorzystujemy w sektorach takich jak: kontrolowanie urządzeń
medycznych, protetyka, rehabilitacja oraz w pracach zagrażających życiu i zdrowiu
człowieka (operacje z toksycznymi substancjami, rozbrajanie bomb). Ze względu
na obszerność projektu, został on podzielony na pięć głównych etapów. Pierwszy z nich
odpowiedzialny jest za zbudowanie ręki robota składającej się z 21 bardzo dokładnie
zaprojektowanych części w programie „Inventor”. Drugi etap skupia
się na skonstruowaniu manipulatora, czyli urządzenia symulującego ugięcia
mechanicznego fantomu dłoni. Zadaniem trzeciego etapu jest zbudowanie głównego
układu sterującego, wykorzystującego mikrokontroler Arduino UNO. Kolejny etap
odpowiedzialny jest za złożenie całego urządzenia w całość, czyli połączeniu ręki robota
i manipulatora z głównym układem sterującym. Ostatni etap projektu poświęcony
jest napisaniu programu środowisku Arduino IDE, pozwalającego na kontrolowanie
mechanicznego fantomu dłoni poprzez manipulator.

Over the years, the interaction between man and computer, also known as humancomputer
interaction, has become a very standard and rapidly developing field of modern
science. It results not only from continuous technological development but also from the
constant need for improvement in the field of communication between man and computer.
The main aim of this project is to design, built and set up a device that will be responsible
for controlling a mechanical phantom of the hand in the real time. The whole set consist of
three elements, which are: the hand (made by use of the 3D printing), flex sensor
manipulator and main control system. Both the control system and the artificial hand are
widely used in variety of areas of life. Such technology is used in sectors such as:
rehabilitation and therapy, controlling of medical equipment, prostheses and performing of
the dangerous tasks (defusing of the bomb or working with toxic substances). Due to the
considerable size of the project it has been divided into five stages. First part takes into
account building of the robot arm that consists of 21 very cautiously designed pieces
(designed in the ‘Inventor’ program). The second stage concentrates on the construction of
the manipulator i.e. the device simulating deflexion of the robot hand. In the third part of
the project the main controlling system is built. It is done by the use of microcontroller
Arduino UNO. The next stage is responsible for assembling the whole device together,
that is, connecting the hand of the robot and manipulator with the main control system. The
last stage of the project is devoted to writing an Arduino IDE environment program that
allows you to control the mechanical phantom of the hand through the manipulator.