مقابلات
د. ديفيد زاروك، مدير مختبر الروبوتات الطبية والملهمة حيوياً – سلسلة المقابلات
أضف Unite.AI إلى مصادرك المفضلة على Google
ديفيد هو محاضر أول (أستاذ مساعد) في قسم الهندسة الميكانيكية بجامعة بن غوريون في النقب، ومدير مختبر الروبوتات الطبية والملهمة حيوياً. интересاته تتمثل في مجالات البيوميمتيكس، والأنظمة الصغيرة، والروبوتات الصغيرة، والتفاعلات المرنة والزلق، وروبوتات الفضاء، والآليات شبه المنفذة والمنفذة بشكل ضعيف، والحركية النظرية.
ما هو الشيء الذي جذبك في البداية إلى مجال الروبوتات؟
منذ طفولتي، كنت دائمًا مهتمًا بالآلات. لقد حاولت دائمًا بناءها، وبعد تخرجتي بدرجة البكالوريوس في الهندسة الميكانيكية، كنت مسرورًا جدًا لأنني能够 التركيز على تطوير الروبوتات في جامعة بن غوريون في النقب التي يمكنها الزحف داخل الجسم.
لديك دكتوراه في الروبوتات الطبية. ما هي بعض التطبيقات الطبية للروبوتات التي تثيرك أكثر؟
أي تطبيق يتطلب دقة يمكن برمجته هو مرشح محتمل لحل روبوتي. روبوتان عملت عليهما في الماضي كانا روبوتين يمكنهما الزحف داخل الجسم وتنفيذ جراحات الدماغ باستخدام الإبر.
واحد من الروبوتات التي أنشأتها هو النجم الطائر، وهو روبوت هجين يمكنه الزحف والطيران. ما كان مصدر الإلهام وراء هذا الروبوت؟
آلية الانتشار في روبوتات STAR مستوحاة من الحشرات، ولكنها تتضمن عجلات، مما يجمع بين مزايا الكائنات الحية الملهمة حيوياً والمركبات ذات العجلات.
ما كانت بعض التحديات التي واجهتها أثناء بناء النجم الطائر؟
النجم الطائر ليس روبوتًا رباعي الطائرات العادي، لأنه يغير اتجاه جناحيه، مما يؤثر على ديناميكيات التحكم العامة. كانت المتغيرات التصميمية المختلفة تحديًا في البداية، والانتقال بين وضع الطيران ووضع القيادة يتطلب أجزاء فريدة التي كان علينا تطويرها بأنفسنا.
لقد أعجبتني مرونة النجم الطائر، فهو يمكنه تجنب العوائق، والزحف تحتها، والطيران فوقها، إلخ. هل يمكنك مناقشة كيفية اتخاذ النجم الطائر قرارًا بشأن طريقة النقل التي يجب استخدامها؟ كيف يختار ما إذا كان سيزحف تحت جسم أو يطير فوقه؟
النجم الطائر مصمم في البداية لأغراض البحث والإنقاذ وتسليم الحزم في آخر ميل. نحن نطور خوارزميات لتحديد متى الطيران أو القيادة بناءً على المسافات ومتطلبات الطاقة، ولكن أيضًا على شكل العائق. سوف يكون خوارزمية اتخاذ القرار، التي لا تزال قيد التطوير، dựa على خريطة الكاميرا للمحيط. إذا كان هناك فتحة كافية للزحف من تحتها، فإن FSTAR سوف يمر ببساطة من خلالها. وإلا، سوف يطير. قد يكون هناك حاجة إلى مشغل إنسان في المساحات المحصورة الصعبة (مثل الأنقاض).
كانت انطباعي الأول عندما رأيت مقطع فيديو روبوت المسار المستمر القابل لإعادة التشكيل هو أنه سيكون مثاليًا للبحث والإنقاذ مع كاميرا على مقدمته. ما هي بعض الحالات التي تتخيلها لاستخدام روبوت كهذا؟
روبوت المسار المستمر القابل لإعادة التشكيل تم تطويره في الأساس لأغراض البحث والإنقاذ في التضاريس الصعبة مثل الأنقاض. لكن يمكن استخدامه أيضًا في تطبيقات أخرى مثل الحفريات والزراعة والزحف داخل الأنابيب لصيانة الصناعة.
واحد من مشاريعك السابقة هو SAW، روبوت مسار مستمر قابل لإعادة التشكيل. ما كان مصدر الإلهام وراء هذا الروبوت؟
روبوت SAW (موجة واحدة المحرك) كان مستوحى في الأصل من الكائنات الحية الدقيقة التي تسبح عن طريق تمايل ذيولها. كان إنشاء هذا الروبوت تحديًا كبيرًا. على الرغم من أن المعادلات أظهرت أن محركًا واحدًا فقط هو ما يلزم لتطوير الحركة الموجية، إلا أن تحقيق هذا الحركة ميكانيكيًا لم يكن بسيطًا. وجدت الحل عندما كنت أعلم دورة التصميم الميكانيكي ودرست أن مشروع الجانب للرباط هو دالة جيبية تتقدم عندما يُدور الرباط
ما مدى صغر حجم روبوت SAW الذي يمكنك تحقيقه في النهاية؟ هل من الممكن وجود روبوت مماثل الحجم في المستقبل يمكن استخدامه للسفر داخل الجسم البشري؟
الغرض الرئيسي من روبوت SAW هو الزحف داخل الجسم. تصميمنا الأخير أقل من 1.5 سم في العرض وقادر على الزحف داخل أمعاء الخنزير (خارج الجسم). نحن نبحث حاليًا عن تمويل لتطوير روبوتات أصغر يمكنها الزحف داخل الجهاز الهضمي. نعتقد أن هذا ممكن.
واحدة من الملاحظات التي قمت بها على روبوتاتك هي أن العديد منها يعتمد على البساطة. هل تحاول عمدًا أن تكون منفذًا عندما يتعلق الأمر بعدد المكونات العاملة في أي روبوت؟
نحن نتبع منطق البساطة. يقول قول يُنسَب إلى ألبرت أينشتاين “يجب أن تكون كل شيء بسيطًا قدر الإمكان ولكن ليس أبسط من ذلك”. عدد أقل من المكونات يعني موثوقية أفضل، ومدة عمل أطول، وكثافة طاقة أعلى، ويجعل من السهل تقليل حجم الروبوتات.
ما الذي تعمل عليه حاليًا؟
في مختبر جامعة بن غوريون، نحن نعمل حاليًا على مشاريع متعددة تشمل نمذجة روبوت يمكنه الزحف داخل الجسم، وروبوتات سيرية لتطبيقات الزراعة، وروبوتات بحث وإنقاذ صغيرة.
هل هناك أي شيء آخر تود مشاركته مع قراءنا؟
أشجع بشدة الآباء والأطفال على المشاركة في الميكاترونكس / الروبوتات. مع تقنية اليوم، من الممكن شراء مكونات وديعة التكامل (طابعات ثلاثية الأبعاد، متحكمات أردوينو، محركات، مستشعرات، إلخ.) بتكلفة منخفضة وبرمجتها باستخدام الموارد المتاحة في المنزل. يمكن أن يكون هذا نشاطًا ممتعًا للعائلة بأكملها (特别 في هذه الفترة من الوقت التي نقضيها في المنزل في الغالب). وأشجع الأطفال على المشاركة في العلوم واستخدام الكمبيوتر لأغراض تعليمية (وليس فقط الألعاب).
شكرًا على المقابلة. أنا أستمتع حقًا بتعلم المزيد عن نهجك الفريد في تصميم روبوتات مبتكرة حقًا. يُشجع القراء الذين يرغبون في معرفة المزيد على زيارة مختبر الروبوتات الطبية والملهمة حيوياً.
