En 16-åring från Storbritannien har konstruerat en fyrfingerad robot hand helt från Lego Mindstorms-delar, kapabel att gripa föremål med krafter jämförbara med avancerade 3D-printade modeller. Utvecklad med faderns vägledning demonstrerar enheten innovativ användning av vardagliga utbildningsverktyg i robotik. Projektet belyser tillgänglig ingenjörskonst för elever.
Jared Lepora, en elev vid Bristol Grammar School i Storbritannien, började utveckla robot handen vid 14 års ålder tillsammans med sin far, Nathan Lepora, professor i robotik vid University of Bristol. Handen drar inspiration från banbrytande designer som Pisa/IIT SoftHand men förlitar sig enbart på färdiga Lego Mindstorms-komponenter, ett utbildningskit för att bygga programmerbara robotar som avvecklades 2022.
"Min pappa är professor i robotik vid Bristol University, och jag gillade verkligen designerna [för robot händer]", säger Jared. "Det inspirerade mig bara att göra det i ett utbildningsformat och med Lego."
Enheten har fyra fingrar, var och en med tre leder, drivna av två motorer anslutna via senor. En differentiemechanim med Lego-kopplingsväxlar gör att fingrarna rör sig synkront tills de träffar ett föremål, vilket efterliknar mänskligt grepp. I tester grep handen framgångsrikt nio hushållsobjekt, såsom en plastmugg, skål och en 0,8 kilogram mjuk leksak.
Prestandamått visar att Lego handen stänger ett finger på 0,84 sekunder och öppnar det på 0,97 sekunder—ungefär hälften av hastigheten för en jämförbar 3D-printad version med metallager. I statiska tester bar ett Lego finger 5 newton belastning, tryckte 6 newton vikt och utövade 1,8 newton stängningskraft, jämfört med 8 newton, 7 newton och 2 newton för 3D-printmodellen. Dock mäter Lego-siffrorna 145 millimeter långa och 30 millimeter breda, vilket gör handen större överlag.
"Du kommer aldrig att få en hand som är lika bra [som en 3D-printad hand] i fråga om dess kapacitet med en hand gjord av Lego", erkänner Nathan. Trots begränsningar noterar Jared designens modularitet: "Sättet jag implementerade motorerna på, de kan enkelt tas bort, och nyare motorer kan läggas till", vilket tillåter uppdateringar med andra Legobitar.
Projektet beskrivs i detalj i en uppsats med arXiv DOI: 10.48550/arXiv.2510.15638, vilket understryker hur prisvärda material kan främja elevledd robotikforskning.