روبوت مرن ينمو مثل النبات

قام مهندسون من معهد ماساتشوستس للتكنولوجيا بتصميم روبوت يمكنه تمديد ذراع شبيه بالسلسلة. هذا يجعل الروبوت مرناً للغاية ، ويمكنه تكوين نفسه بطرق مختلفة. في الوقت نفسه ، فهو قوي بما يكفي لدعم وزن ثقيل أو تطبيق عزم الدوران ، مما يجعله قادرًا على تجميع الأجزاء في مساحات صغيرة. بعد الانتهاء من مهامه ، يمكن للروبوت سحب الذراع مرة أخرى ، ويمكنه تمديدها مرة أخرى بطول و形状 مختلفين.

يمكن أن يحدث هذا الروبوت الجديد فرقًا في مجالات مثل المستودعات ، حيث لا يستطيع معظم الروبوتات وضع أنفسهم في مساحات ضيقة. يمكن استخدام الروبوت الشبيه بالنبات لالتقاط المنتجات في الجزء الخلفي من الرف ، ويمكنه حتى التنقل حول مكونات محرك السيارة لفك غطاء الزيت.

كان التصميم مستوحىً من النباتات وطريقة نموها. في ذلك العملية ، يتم نقل المغذيات إلى طرف النبات كسائل. بمجرد وصولها إلى الطرف ، يتم تحويلها إلى مادة صلبة تنتج ، بشكل تدريجي ، ساقًا داعمة.

يحتوي روبوت شبيه بالنبات على “نقطة نمو” أو صندوق التروس ، الذي يdraws سلسلة من الوحدات المتشابكة في الصندوق. بمجرد وصولها هناك ، تقفز التروس الوحدات معًا وتحرر السلسلة ، وحدة تلو الأخرى ، حتى تتشكل ذراعًا صلبًا.

فريق من المهندسين

تم تقديم الروبوت الجديد هذا الأسبوع في مؤتمر IEEE الدولي حول الأنظمة الروبوتية الذكية (IROS) في ماكاو. في المستقبل ، يرغب المهندسون في إضافة أجزاء قابضة وكاميرات ومستشعرات يمكن تركيبها على صندوق التروس. هذا سيسمح للروبوت بتشديد برغي فضفاض بعد التنقل عبر نظام الدفع للطائرة. كما يمكنه استرجاع المنتج دون إزعاج أي شيء في المحيط.

هاري أسادا هو أستاذ الهندسة الميكانيكية في معهد ماساتشوستس للتكنولوجيا.

“فكر في تغيير الزيت في سيارتك ،” يقول أسادا. “بعد أن تفتح سقف المحرك ، عليك أن تكون مرناً بما يكفي لتنفيذ منعطفات حادة ، 左 ويمين ، للوصول إلى فلتر الزيت ، ثم عليك أن تكون قويًا بما يكفي لتنفيذ غطاء فلتر الزيت لإزالته.”

تونغشي يان هو طالب سابق في مختبر أسادا ، وقاد العمل.

“الآن لدينا روبوتًا يمكنه إنجاز مثل هذه المهام ،” يقول. “يمكنه النمو ، والانكماش ، والنمو مرة أخرى بشكل مختلف ، للتكيف مع بيئته.”

كان فريق المهندسين يتألف أيضًا من طالب الدراسات العليا في معهد ماساتشوستس للتكنولوجيا إميلي كامينسكي والباحث الزائر سييتشي تيشيغاوارا.

روبوت شبيه بالنبات

بعد تحديد الجوانب المختلفة لنمو النبات ، سعى الفريق إلى تنفيذها في روبوت.

“إدراك الروبوت هو تمامًا مختلف عن نبات حقيقي ، ولكنه يظهر نفس النوع من الوظائف ، على مستوى معين من التجريد ،” يقول أسادا.

تم تصميم صندوق التروس لتمثيل “نقطة نمو” للروبوت ، وهو ما يعادل بود النبات. هذا هو المكان الذي تدفق إليه معظم المغذيات ، وينشئ النهاية ساقًا صلبة. يتكون الصندوق من نظام من التروس والمراوح ، ويسحب مادة سائلة. في حالة هذا الروبوت ، فهي سلسلة من الوحدات البلاستيكية المطبوعة ثلاثي الأبعاد المتصلية ببعضها.

يمكن برمجة الروبوت لاختيار الوحدات التي سيقفلها معًا والتي سيتركها مفتوحة. هذا يسمح له بتشكيل أشكال محددة و “النمو” في اتجاهات محددة.

“يمكن قفله في أماكن مختلفة ليكون منحنيًا بطرق مختلفة ، ولديه مجموعة واسعة من الحركات ،” يقول يان.

يمكن للسلسلة دعم وزن يبلغ رطلًا واحدًا عندما تكون مقفلة وثابتة. إذا تم تثبيت جزء قابض ، يعتقد الباحثون أنه سيكون قادرًا على النمو بما يكفي للتنقل عبر مساحة ضيقة ، وتنفيذ مهام مثل فك الغطاء.