باحثون يبتكرون روبوتًا لينًا يمكنه تغيير الشكل والتنقل

تعتبر واحدة من التحديات المحيطة بالروبوتات اللينة هي أن معظمها يتعين ربطها بمضخة هواء أو توصيلها بجدار. وخرج باحثون من جامعة ستانفورد لتحقيق هذا التحدي.

ناثان يوسفتش هو طالب دراسات عليا في الهندسة الميكانيكية بجامعة ستانفورد.

“تعتبر 한 制限 كبيرة للغالبية العظمى من الروبوتات اللينة هي أنها يجب أن تكون متصلة بمضخة هواء ثقيلة أو متصلة بجدار، مما يمنعها من الحركة”، قال يوسفتش. “لذلك، سألنا أنفسنا: ماذا لو احتفظنا بنفس كمية الهواء داخل الروبوت في جميع الأوقات؟”

تمكن الفريق من تطوير روبوت لين بمقياس بشري يمكنه تغيير شكله. من خلال القيام بذلك، يمكن للروبوت اللين الحصول على الأشياء والتعامل معها، وهو قادر على الدحرجة في اتجاهات محددة.

البحث تم نشره في ساينس روبوتيكس في 18 مارس.

“الوصف غير الرسمي لهذا الروبوت الذي أقدме إلى الناس هو بايماكس من فيلم بيج هيرو 6 مخلوط مع ترانسفورمرز. بعبارة أخرى، روبوت لين وأمن للاستخدام البشري مخلوط مع روبوتات يمكنها تغيير شكلها بشكل كبير”، قال يوسفتش.

الإصدار البسيط

تم تطوير هذا الروبوت اللين من خلال الجمع بين ثلاثة أنواع من الروبوتات. الإصدار البسيط لاختراع الفريق يسمى “روبوت متساوي الحواف”، منذ أن يتغير الشكل بينما يبقى طول الحواف وكمية الهواء داخلها ثابتة.

تم تطوير روبوت متساوي الحواف من روبوتات لينة وروبوتات هيكلية وروبوتات جماعية. كل فئة من الروبوتات جلبت ميزة مختلفة: الروبوتات اللينة خفيفة ومرنة، وروبوتات الهيكل يمكنها تغيير الشكل، والروبوتات الجماعية صغيرة وتتعاون.

شون فولمر هو أستاذ مساعد في الهندسة الميكانيكية وشارك في تأليف الورقة.

“نحن في الأساس نُدخل هيكلاً لينًا مع محركات تقليدية”، قال فولمر. “هذا يجعل فئة من الروبوتات مثيرة للاهتمام تجمع بين العديد من مزايا الروبوتات اللينة ومعظم المعرفة التي لدينا حول الروبوتات الكلاسيكية.”

الإصدار المعقد

كما طور الفريق إصدارًا أكثر تعقيدًا من الروبوت عن طريق ربط عدة مثلثات معًا. تمكنوا من تنسيق حركات المحركات المختلفة، مما سمح للروبوت بتنفيذ السلوكيات المرغوبة، مثل التقاط الكرة.

إليوت هوكس هو أستاذ مساعد في الهندسة الميكانيكية بجامعة كاليفورنيا، سانتا باربرا وشارك في تأليف الورقة.

“فهمنا الرئيسي الذي طورناه هو أنه لإنشاء حركة مع روبوت لين پنوماتي كبير، لا تحتاج فعلاً إلى ضخ الهواء داخل وخارج”، قال هوكس. “يمكنك استخدام الهواء الذي لديك بالفعل وتنقله حول هذه المحركات البسيطة؛ هذه الطريقة أكثر كفاءة وتسمح لروبوتنا بالحركة بسرعة أكبر.”

http://www.youtube.com/watch?time_continue=6&v=XqgbLb8m77U&feature=emb_title

استكشاف الفضاء

وفقًا لزاكاري هاموند، طالب دراسات عليا في الهندسة الميكانيكية بجامعة ستانفورد وشارك في تأليف الورقة، فإن أحد الاستخدامات الممكنة لهذا الروبوت اللين هو استكشاف الفضاء.

“يمكن أن يكون هذا الروبوت مفيدًا جدًا لاستكشاف الفضاء – خاصة لأنه يمكن نقله في حزمة صغيرة ثم يعمل بدون حبال بعد التضخم”، قال هاموند. “على كوكب آخر، يمكنه استخدام قدرته على تغيير الشكل للتنقل في بيئات معقدة، والضغط من خلال فراغات ضيقة والانتشار فوق العقبات.”

الباحثون现在 يحاولون استخدام أشكال مختلفة، ويريدون اختبار الروبوت في الماء.

أليسون أوكامورا هي أستاذة في الهندسة الميكانيكية وشاركت في تأليف الورقة.

“هذا البحث يبرز قوة التفكير في كيفية تصميم وإنشاء روبوتات بطرق جديدة”، قالت أوكامورا. “إبداع تصميم الروبوت يتوسع مع هذا النوع من النظام وهذا شيء نود أن نشجعه في مجال الروبوتات.”