الباحثون يبتكرون روبوتًا طريًا قادرًا على تغيير الشكل والتجول

تتمثل إحدى التحديات التي تحيط بالروبوتات اللينة في أن معظمها مطلوب لتوصيلها بضاغط هواء أو توصيلها بالجدار. شرع باحثون من جامعة ستانفورد في التغلب على هذا التحدي. 

ناثان أوسفيتش طالب دراسات عليا في الهندسة الميكانيكية بجامعة ستانفورد. 

قال أوسفيتش: "أحد القيود المهمة لمعظم الروبوتات اللينة هو أنه يجب توصيلها بضاغط هواء ضخم أو توصيلها بجدار ، مما يمنعها من الحركة". "لذا ، تساءلنا: ماذا لو احتفظنا بنفس كمية الهواء داخل الروبوت طوال الوقت؟"

كان الفريق قادرًا على تطوير روبوت ناعم على نطاق بشري قادر على تغيير شكله. من خلال القيام بذلك ، يمكن للروبوت اللين الإمساك بالأشياء والتعامل معها ، وهو قادر على التدحرج في اتجاهات يمكن التحكم فيها. 

البحث تم نشره في الروبوتات العلم في مارس 18. 

"الوصف غير الرسمي لهذا الروبوت الذي أعطيته للناس هو Baymax من فيلم Big Hero 6 الممزوج بالمحولات. بعبارة أخرى ، روبوت ناعم وآمن للإنسان ممزوج بالروبوتات التي يمكنها تغيير شكلها بشكل كبير.

نسخة بسيطة

تم تطوير هذا الروبوت الناعم من خلال الجمع بين ثلاثة أنواع مختلفة من الروبوتات. يُطلق على النسخة البسيطة من اختراع الفريق اسم "إنسان آلي متساوي القياس" ، حيث يتغير الشكل بينما يظل الطول الإجمالي للحواف وكمية الهواء بالداخل كما هي. 

تم تطوير الروبوت isoperimetric من الروبوتات اللينة وروبوتات الجمالون والروبوتات الجماعية. جلبت كل فئة من فئات الروبوتات ميزة مختلفة: الروبوتات اللينة خفيفة الوزن ومتوافقة ، ويمكن لروبوتات الجمالون تغيير الشكل ، والروبوتات الجماعية صغيرة ومتعاونة. 

شون فولمر هو أستاذ مساعد في الهندسة الميكانيكية ومؤلف مشارك كبير للورقة. 

قال فولمر: "نحن نتلاعب بشكل أساسي بهيكل ناعم باستخدام المحركات التقليدية". "إنه يصنع فئة مثيرة للاهتمام حقًا من الروبوتات التي تجمع بين العديد من فوائد الروبوتات اللينة مع كل المعرفة التي لدينا حول المزيد من الروبوتات الكلاسيكية."

نسخة معقدة

طور الفريق أيضًا نسخة أكثر تعقيدًا من الروبوت من خلال ربط عدة مثلثات معًا. كانوا قادرين على تنسيق حركات المحركات المختلفة ، مما سمح للروبوت بتنفيذ السلوكيات المرغوبة ، مثل التقاط الكرة. 

إليوت هوكس أستاذ مساعد للهندسة الميكانيكية في جامعة كاليفورنيا ، سانتا بارابارا ومؤلف مشارك رئيسي للورقة. 

قال هوكس: "كان الفهم الأساسي الذي طورناه هو أنه لإنشاء حركة باستخدام روبوت هوائي كبير وناعم ، لا تحتاج في الواقع إلى ضخ الهواء للداخل والخارج". "يمكنك استخدام الهواء الموجود لديك بالفعل وتحريكه باستخدام هذه المحركات البسيطة ؛ هذه الطريقة أكثر فاعلية وتتيح لروبوتنا التحرك بسرعة أكبر ".

استكشاف الفضاء

وفقًا لزاكاري هاموند ، طالب دراسات عليا في الهندسة الميكانيكية بجامعة ستانفورد ومؤلف مشارك في البحث ، فإن أحد الاستخدامات الممكنة لهذا الروبوت الناعم هو استكشاف الفضاء.

قال هاموند: "يمكن أن يكون هذا الروبوت مفيدًا حقًا لاستكشاف الفضاء - خاصةً لأنه يمكن نقله في عبوة صغيرة ثم تشغيله دون قيود بعد أن ينتفخ". "على كوكب آخر ، يمكن أن تستخدم قدرتها على تغيير شكلها لاجتياز البيئات المعقدة ، والضغط عبر المساحات الضيقة والانتشار فوق العوائق."

يحاول الباحثون الآن تجربة أشكال مختلفة ، ويريدون اختبار الروبوت في الماء. 

أليسون أوكامورا أستاذة في الهندسة الميكانيكية ومؤلفة مشاركة في البحث. 

قال أوكامورا: "يسلط هذا البحث الضوء على قوة التفكير في كيفية تصميم وبناء الروبوتات بطرق جديدة". "يتوسع إبداع تصميم الروبوت مع هذا النوع من الأنظمة وهذا شيء نود حقًا تشجيعه في مجال الروبوتات."