مهندسو جامعة جورجيا يعتمدون على الطبيعة لتطوير جهاز روبوتي لامس

اعتمد مهندسو جامعة جورجيا على الأنماط المتزايدة للاستفادة من الطبيعة لتطوير الروبوتات. في حين أن الأمر غالبًا ما يتعلق بميزات الحيوانات في الطبيعة مثل أذرع الأخطبوط، فإن هذه الحالة تضمنت فريقًا يبحث في البازلاء العمودية لتطوير جهاز روبوتي لامس لين.

كانت الميزات الأكثر إلهامًا للبازلاء العمودية والنباتات المتفاوتة الأخرى للباحثين هي أجزاؤها الحساسة للمس، والتي تستخدم للتفاف حول الدعم. يمكن للروبوت الذي طوّره فريق جامعة جورجيا أن يتصرف بطريقة مماثلة، حيث يُمسك بأشياء بشكل متين ولكن لطيف، حتى Objects بعرض واحد ملمتر.

مابل فوك هي أستاذة مساعدة ومؤلفة الدراسة الرئيسية.

قال فوك: “لقد جربنا تصاميم مختلفة ولكننا لم نكن راضين عن النتائج، ثم تذكرت البازلاء العمودية التي نميتها في حديقتنا منذ سنوات قليلة”. “يمكن لهذا النبات أن يُمسك بأشياء أخرى أو حبل بشكل قوي. لذلك، قمت ببعض الأبحاث حول النباتات المتفاوتة وفكرت أنها تصميم جيد من الطبيعة لاستكشافه”.

نُشرت الدراسة الجديدة في مجلة Optics Express.

included في الفريق مي يانغ ونيغ ليو، مرشحين الدكتوراه في الهندسة؛ ليام بول كوبر، الذي يدرس هندسة الأنظمة الحاسوبية؛ وسيانكياو وانغ، أستاذ مساعد في كلية الهندسة. 

“يتطلب عمل روبوتنا الحركة المتفاوتة فقط تحكمًا هيدروليكيًا واحدًا، مما يبسط تشغيله بشكل كبير من خلال إlimination الحاجة إلى تنسيق معقد بين التحكم الهيدروليكي المتعدد،” واصل فوك. “منذ أننا نستخدم حركة تفاوتية فريدة، يعمل جهاز اللمس الروبوتي اللين جيدًا في المناطق المحصورة ويتطلب مساحة تشغيل صغيرة فقط”.

الجهاز الروبوتي

هناك جانب فريد آخر لجهاز جامعة جورجيا وهو وجود مستشعر مدمج يوفر ردود فعل حية حاسمة، مما يجعله متقدمًا على الروبوتات الأخرى في السوق.

قال فوك: “لقد دمجنا مستشعرًا ضوئيًا ألياف في منتصف عمود الروبوت المرن الذي يمكن أن يشعر بزاوية التفاوت، والمعايير الفيزيائية للهدف، وأي اضطرابات خارجية قد تسبب في فك الهدف”.

يبلغ طول جهاز اللمس الروبوتي اللين قليلًا أكثر من ثلاث بوصات، ويُصنع من السيليكون. يعتقد الباحثون أنه يمكن تطبيقه في قطاعات مثل الزراعة والطب والبحث. وتشمل التطبيقات المحددة حزمة المنتجات الزراعية مثل النباتات الحساسة، والروبوتات الجراحية، وتحديد عينات البحث في أنابيب زجاجية.

أثبتت الدراسة فعالية جهاز اللمس الروبوتي اللين عند لمس أشياء مثل أقلام الرصاص والفرش. كان قادرًا على العمل مع عنصر صغير مثل سلك رقيق على مشبك ورقي منحني. بالإضافة إلى كونه فعالًا، فإن الجهاز يتمتع بإعادة إنتاجية ممتازة ودقة تفاوت عالية وكشف دقيق عن الاضطرابات الخارجية.

سيعمل الفريق الآن على تحسين التحكم في الرد التلقائي، الذي ستوفر قراءات مستشعر الألياف البصرية رؤى حولها. كما سيبحثون في تقليل حجم التصميم، مما يجعله أكثر ملاءمة كجهاز طبي حيوي.

قال فوك: “يشكل هذا الروبوت اللين المتفاوت مع مستشعره البصري المدمج حجر أساس لروبوت لين شاملة. إن وجود تصميم أبسط وسيطرة هو ميزة واضحة”.