AmazingHand - ओपन सोर्स रोबोट हैंड प्रोजेक्ट

• Amazing Hand प्रोजेक्ट 200 डॉलर से कम लागत में humanoid robot hand बनाने और नियंत्रित करने के लिए एक open source समाधान है
• 8 degrees of freedom वाली 4-उंगली संरचना, जिसमें सभी actuators अंदर लगे हैं और यह बाहरी cables के बिना काम करता है
• 3D printed parts, कम कीमत और customization की संभावना जैसी खूबियों के कारण यह मौजूदा commercial robot hands की तुलना में ज्यादा सुलभ है
• Python scripts + Serial bus, या Arduino-आधारित control सहित कई तरीके सपोर्ट करता है
• पूरा source code, CAD, assembly guide और BOM सहित निर्माण के लिए जरूरी सभी सामग्री सार्वजनिक रूप से उपलब्ध है

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Amazing Hand प्रोजेक्ट का अवलोकन

• Amazing Hand का लक्ष्य महंगे पारंपरिक robot hands के विपरीत, किफायती open source रूप में प्रयोगात्मक और expressive humanoid robot hand बनाना है
• इसे Reachy2 के साथ इस्तेमाल किया जा सकता है, और विभिन्न robot wrist structures पर भी लागू किया जा सकता है।

• 8 degrees of freedom, 4 उंगलियां, प्रत्येक उंगली में 2 joints और flexible shell संरचना
• सभी actuators हाथ के अंदर लगे हैं, इसलिए यह बाहरी cables/actuators के बिना काम करता है
• 3D print के अनुकूल, 400g वजन, 200 euro से कम की कम निर्माण लागत
• पूरी तरह open source, बाहरी community updates और उपयोग के उदाहरण साझा किए जाते हैं

मुख्य फीचर्स और डिज़ाइन विशेषताएँ

• प्रत्येक उंगली parallel mechanism से चलती है, और 2 छोटे Feetech SCS0009 servos flexion/extension तथा adduction/abduction मूवमेंट को नियंत्रित करते हैं
• उंगली के parts को symmetry ध्यान में रखकर बनाया गया है: right hand/left hand parts के विभाजन के साथ दोनों ओर के हाथ बनाए जा सकते हैं

नियंत्रण के तरीके

• Waveshare Serial bus + Python scripts का उपयोग
• Arduino + Feetech TTL Linker का उपयोग
• प्रत्येक तरीके के लिए basic demo programs और विस्तृत विवरण उपलब्ध हैं

निर्माण सामग्री

BOM (सामग्री सूची) और 3D print

• आवश्यक parts list (BOM), 3D printed parts, print guide और assembly guide सभी खुले रूप में उपलब्ध हैं
• STL/STEP format की CAD files, Onshape documents, preset angle data आदि शामिल हैं
• right hand/left hand assembly differences, servo ID assignment के दौरान सावधानियाँ समझाई गई हैं

assembly और demo चलाना

• assembly guide PDF में BOM के standard parts combination दिए गए हैं
• Python & Waveshare, Arduino & TTLinker के साथ उंगलियों के लिए calibration scripts उपलब्ध हैं
• standalone right और left hand दोनों बनाए जा सकते हैं; robot के दोनों हाथ जोड़ने पर अलग-अलग servo IDs की आवश्यकता होती है

demo चलाना

• Python/Arduino-आधारित basic demo software
• external power supply (जैसे 5V/2A DC/DC adapter) आवश्यक है
• BOM document में recommended power information शामिल है

डिज़ाइन सीमाएँ और ध्यान देने योग्य बातें

• 3D print की गुणवत्ता और parts की manual adjustment के कारण वास्तविक angles में अंतर हो सकता है
• complex grasping (grip) motions और लंबे समय की durability के लिए अतिरिक्त software development के बाद पर्याप्त testing की जरूरत है
• SCS0009 servo के smart features (torque, position, temperature, feedback आदि) समर्थित हैं

advanced demo और विस्तार क्षमता

• inverse/forward kinematics-आधारित advanced demos और test tools उपलब्ध हैं
• भविष्य में custom integrated PCB, intelligent finger closing motion, उंगलियों की अलग-अलग लंबाई/आकार, sensor addition आदि पर निरंतर विकास लक्ष्य हैं

community, FAQ, contact

• community contribution examples, Chinese BOM, derived bases आदि सामग्री साझा की गई है
• To-Do List: custom PCB, grasping motion test·smart control, finger addition/modification research, sensor integration आदि
• Discord public channel और direct contact links उपलब्ध हैं
• मुख्य contributors का उल्लेख किया गया है

निष्कर्ष

Amazing Hand एक किफायती और विस्तार योग्य robot hand open source project है। निर्माण सामग्री का पूर्ण खुला प्रकाशन, कई control और design options, तथा community-केंद्रित विकास दिशा के कारण यह robot researchers, makers, educators, startups के लिए अत्यंत उपयोगी है।

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Hacker News राय

• $135 की पार्ट्स लागत सबसे ज़्यादा ध्यान खींचने वाली बात है। यह सचमुच हैरान करने वाला है कि हम ऐसे दौर में पहुँच गए हैं
  • Feetech द्वि-दिशात्मक कंप्यूटर इंटरफ़ेस वाले R/C-टाइप servo actuator बेच रहा है। यह तरीका Dynamixel में भी 10 साल से ज़्यादा समय से इस्तेमाल हो रहा है, लेकिन कीमत में बड़ा अंतर है। Feetech $17 का है, जबकि Dynamixel $70 से ऊपर है। पार्ट्स सूची में ज़्यादातर जगह लिखा है कि 'मज़बूती' चाहिए, लेकिन वास्तव में यह 3D-printed PLA plastic है, इसलिए durability कम है। वीडियो में यह रोबोट हाथ वास्तव में कुछ पकड़ते या संभालते हुए नहीं दिखता। आखिरकार यह concept validation चरण का मॉडल है। अगर पर्याप्त demand हो, तो injection molding से ज़्यादा मज़बूत material, जैसे polycarbonate या glass-fiber-reinforced nylon, के पार्ट्स भी बनाए जा सकते हैं। कुल plastic volume बहुत कम है, इसलिए high-end plastic इस्तेमाल करने पर भी लागत का बोझ कम रहेगा। फिर भी hobby injection molding का इस्तेमाल कम होता है। TechShop और university makerspace में desktop injection machines और CNC से molds तक बनाए जा सकते हैं, और Autodesk Moldflow जैसा software भी होता है, लेकिन लगभग कोई इसका वास्तव में इस्तेमाल नहीं करता। दुनिया भर के ज़्यादातर plastic products injection molding से ही बनते हैं
    • Feetech
    • Dynamixel
    • desktop injection molding (NYU परिचय)
  • मैं मानता हूँ कि यह design अब तक देखे गए सबसे अच्छे डिज़ाइनों में से एक है। लेकिन इस price range में motor के बाहर absolute encoders, भरोसेमंद force/torque sensors, जैसे strawberry उठाने जैसे precision काम के लिए, या tendon structure (नीचे thread देखें) की उम्मीद करना मुश्किल है। इसलिए लगता है कि असली research या practical projects में इसकी सीमाएँ होंगी
  • हाथ से जुड़े ज़्यादातर कामों की लागत 30 मिनट में $100 से ज़्यादा हो जाती है। अगर यह रोबोट हाथ ऐसा काम कर सके, तो संबंधित industry में बड़ा बदलाव आ सकता है
  • अच्छा होगा अगर यह product जल्द आने वाले K-Scale robot के एक option के रूप में जुड़ जाए। K-Scale में 5-finger hand end-effector $1,000 में आने वाला है
    • K-Scale
  • 3D printer खरीदने की लागत भी ध्यान में रखनी चाहिए
• जिस humanoid robot की लोग उम्मीद करते हैं, उससे ज़्यादा मेरी दिलचस्पी ऐसे multi-jointed robotic arm में है जिसे दीवार पर लगाया जा सके या फर्श पर खड़ा किया जा सके। ज़रूरत या पसंद के हिसाब से arms की संख्या बढ़ाई या घटाई जा सके, और fire extinguisher, thermometer, या kitchen essentials जैसे options भी लगाए जा सकें। मैं ऐसे kitchen assistant की कल्पना करता हूँ जो तरह-तरह के cooking tools और बर्तनों को पकड़ सके और ज़रूरत पड़ने पर सलाह भी दे सके। जैसे, “क्या मैं एक pinch नमक, लगभग 5g, डाल दूँ?” जैसी feedback भी दे सके। garage, DIY table और अन्य उपयोगों के लिए अनुकूलित multi-jointed arm-style robot आदर्श लगते हैं
  • फिलहाल मैं kitchen में robot arm नहीं रखना चाहूँगा, लेकिन अच्छा होगा अगर दूसरे लोग beta testers बनें। उसकी जगह कपड़े धोने जैसे अधिक clearly defined repetitive tasks से शुरुआत की जाए, जैसे गंदे कपड़े → washing machine → dryer → basket में डालना, तो safety और risk दोनों कम लगते हैं
  • गंभीरता से कहूँ तो, Vassar Robotics, जिसमें Y Combinator ने निवेश किया है, अभी robotic arm kits के orders ले रही है। मेरे order की shipment भी हाल ही में camera spec upgrade की वजह से टल गई। शायद यह knife जैसे खतरनाक tools नहीं संभाल पाएगा, लेकिन wall-mounted robotic arm बनाने की कोशिश करने वाली कई कंपनियाँ सचमुच मौजूद हैं
  • सच कहूँ तो, चाहे wheels पर हो या दीवार पर, computer-controlled चाकू घुमाने वाला arm घर में होना मुझे खास पसंद नहीं
  • मैं हमेशा एक ऐसे robotic hand की कल्पना करता रहा हूँ जो kitchen की upper cabinets के नीचे लगी rail से लटककर फिसलता चले
  • क्या tentacle-style design के बारे में सोचा जा सकता है?
• Pollen Robotics और HuggingFace इन दिनों robotics में बहुत योगदान दे रहे हैं
  • जिज्ञासा है कि क्या HuggingFace robot वास्तव में फैल पाएगा। मैंने यह भी देखा कि चलते-चलते sleep mode में जाते समय उसकी eyes/camera गर्दन के पीछे की तरफ घूम जाती हैं
• क्या किसी को exoskeleton या assistive devices जैसे किसी और open source project के बारे में पता है?
  • theopenexo.nau.edu
  • मूल रूप से यह तकनीक spacesuit इस्तेमाल करते समय कलाई और बाँह की थकान कम करने के लिए विकसित की गई थी। आख़िरी जानकारी के अनुसार, कई कारणों से project 2020 में बंद हो गया था
• दुनिया की ज़्यादातर चीज़ें इंसानों के हिसाब से डिज़ाइन की गई हैं, इसलिए उसी के अनुरूप robotics का विकसित होना सचमुच स्वागतयोग्य है
  • इसी वजह से हाल में listed हुई ज़्यादातर robotics कंपनियों के stock prices बढ़ रहे हैं
• क्या किसी को पता है कि 5 की जगह 4 robot fingers रखने का कोई खास design कारण है या नहीं, और इसके trade-offs क्या हैं? कुछ दिन पहले जब मैंने Twitter पर यह project देखा था, तब भी यही सवाल मन में आया था। BOM के हिसाब से एक finger कम करने पर लगभग $10 की बचत दिखती है
  • अभी हाथ की मोटाई, यानी servo motor के स्तर, को एक तरफ रख भी दें, तो सिर्फ palm width देखें तो यह 4-finger hand knuckles के हिसाब से 4 inch से थोड़ा कम है। इतना भी human glove sizing में पहले से ही ‘X-Large’ है। SCS0009 servo लगभग 1/2 inch चौड़े हैं और हर finger के लिए 2 चाहिए। एक और जोड़ने पर चौड़ाई 5 inch हो जाएगी, यानी ‘3X-Large’ स्तर।
  • लगता है कि हर finger drive servo की चौड़ाई ही fingers के बीच का spacing तय कर रही है। पाँच fingers हों तो हाथ बहुत चौड़ा होकर awkward हो जाता होगा
• मैं इस robot hand को Halloween के लिए बनाकर Thing, यानी The Addams Family के चलने वाले हाथ वाले किरदार, की तरह सजाना चाहूँगा
• सोच रहा हूँ कि क्या पूरे arm में tendons डालकर कुल वजन कम किया जा सकता है
  • Will Cogley ने tendon-based robot hand के कई designs बनाए हैं
    • Will Cogley YouTube
    • Will Cogley Notion सामग्री
  • ज़्यादातर tendon materials में elasticity होती है, जिससे calibration की समस्या पैदा होती है, और हाथ में proprioceptive sensors की ज़रूरत पड़ती है
• आखिरकार सबसे अहम सवाल यही है कि यह हाथ कितना वजन उठा सकता है। उदाहरण के लिए अगर यह 0.5 pound उठा सकता है, तो 10/20/30 pound तक बढ़ाने के लिए क्या बदलना होगा, यह जानना दिलचस्प होगा
  • हाथ पकड़ने का काम करता है, arm उठाने का। इसलिए arm के बिना hand से बहुत ज़्यादा ताकत निकालना मुश्किल है
• यह बहुत शानदार project है। लेकिन अगर इसे असली हाथ जैसी performance तक ले जाना है, तो मुझे लगता है कि पूरी palm पर कम से कम दो तरह के बेहद sensitive sensors, pressure और temperature, चाहिए होंगे
  • पूरी तरह सहमत। शुरुआत के लिए सिर्फ pressure sensors भी काफी होंगे