From Robot to Human Grasping Simulation

دست انسان و مهارت آن در گرفتن و دستکاری اشیا از ویژگی‌های نوع انسان است. برای سال‌ها، مطالعات آناتومیک و بیومکانیکی درک عملکرد دست انسان را عمیق‌تر کرده است و به موازات آن، جامعه رباتیک روی طراحی دست‌های روباتیکی کار می‌کند که قادر به دستکاری اشیا با عملکردی مشابه دست انسان هستند. با این حال، اگرچه بسیاری از محققان تا حدی جنبه های مختلف را مطالعه کرده اند، تا به امروز هیچ توصیف جامعی از عملکرد دست انسان برای گرفتن و دستکاری اشیاء زندگی روزمره وجود نداشته است.

این تک نگاری این فرضیه را بررسی می کند که تلاقی هر دوی آنها وجود دارد. زمینه‌های علمی، مطالعه بیومکانیکی دست انسان و تجزیه و تحلیل دستکاری رباتیک اجسام، از طریق شبیه‌سازی هر دو رشته را بسیار سودمند و پیشرفت خواهند کرد. بنابراین، در این کتاب، دانش فعلی رباتیک و بیومکانیک، طراحی و اجرای یک چارچوب شبیه‌سازی متمرکز بر تعاملات دستکاری را راهنمایی می‌کند که امکان مطالعه درک از طریق شبیه‌سازی را فراهم می‌کند. در نتیجه، چارچوب ارزشمندی برای مطالعه درک، با کاربردهای مرتبط در چندین زمینه مانند رباتیک، بیومکانیک، ارگونومی، توانبخشی و پزشکی، در اختیار این جوامع قرار گرفته است.

The human hand and its dexterity in grasping and manipulating objects are some of the hallmarks of the human species. For years, anatomic and biomechanical studies have deepened the understanding of the human hand’s functioning and, in parallel, the robotics community has been working on the design of robotic hands capable of manipulating objects with a performance similar to that of the human hand. However, although many researchers have partially studied various aspects, to date there has been no comprehensive characterization of the human hand’s function for grasping and manipulation of everyday life objects.

This monograph explores the hypothesis that the confluence of both scientific fields, the biomechanical study of the human hand and the analysis of robotic manipulation of objects, would greatly benefit and advance both disciplines through simulation. Therefore, in this book, the current knowledge of robotics and biomechanics guides the design and implementation of a simulation framework focused on manipulation interactions that allows the study of the grasp through simulation. As a result, a valuable framework for the study of the grasp, with relevant applications in several fields such as robotics, biomechanics, ergonomics, rehabilitation and medicine, has been made available to these communities.