باحثون يطورون ذراعًا روبوتيًا لينًا مستوحى من الأخطبوط

طور باحثون في مدرسة هارفارد جون أ. بولسون للهندسة والعلوم التطبيقية (SEAS) وجامعة بيهانج ذراعًا روبوتيًا لينًا مستوحى من الأخطبوط. يمكنه الإمساك والنقل والتحكم في مجموعة متنوعة من الأجسام بتصميمه المرن والمخروطي. يتكون ذراع الروبوت من كؤوس شفط تساعده على الإمساك بأجسام مختلفة الأشكال والأحجام والtextures.

التطور الجديد هو مثال آخر للروبوتات التي تستند إلى الطبيعة. في الأخطبوط ، ثلثا العصبونات موجودة في ذراعيه ، مما يجعل كل ذراع مستقلًا. يمكن للذراعين الأخطبوطية فك العقد ، وفتح زجاجات الأطفال ، واللف حول فرائس مختلفة الأشكال والأحجام. واحدة من أكثر الجوانب إثارة للإعجاب في الذراع هي الشفاط ، والتي يمكن أن تشكل أغطية قوية على الأسطح الخشنة تحت الماء.

أوغسطس دوميل هو خريج حديث في الدكتوراه من هارفارد وشارك في تأليف الورقة.

قال دوميل: “معظم الأبحاث السابقة حول الروبوتات الملهمة بالأخطبوط ركزت على محاكاة الشفط أو حركة الذراع ، ولكن ليس كليهما”. “أبحاثنا هي الأولى التي تقيس زوايا التapering للذراعين والوظائف المشتركة للانحناء والشفط ، مما يسمح باستخدام مجبف صغير واحد لمدى واسع من الأجسام التي ستحتاج إلى استخدام مجبفات متعددة.

نشرت الأبحاث في Soft Robotics.

https://www.youtube.com/watch?v=8IXncY4L_nc&feature=emb_title

الخطوة الأولى التي اتخذها الباحثون كانت دراسة زاوية التapering للذراعين الأخطبوطية الحقيقية. ثم حددوا التصميم الذي سيكون أفضل لروبوت لين لينحني ويلتف حول الأجسام. دراست الفريق ترتيب هيكل الشفاط ووجد طريقة لدمجها في التصميم الجديد.

زيكسين زي هو شارك في تأليف الورقة وطالب دكتوراه في جامعة بيهانج. هو المخترع المشارك لمقبض Festo Tentacle. وهو أول تنفيذ كامل من نوعه في نموذج تجاري.

قال زي: “لقد قمنا بمحاكاة الهيكل العام وتوزيع الشفاط لمنفذنا اللين”. “على الرغم من أن تصميمنا أبسط بكثير من نظيره البيولوجي ، إلا أن هذه الشفاط البيوميمتيكية القائمة على الفراغ يمكن أن ترفق بأي جسم تقريبًا”.

يتم التحكم في ذراع الروبوت اللين من قبل الباحثين بوساطة صمامين. يتم استخدام صمام واحد لتطبيق الضغط لانحناء الذراع ، والآخر لفراغ يُشغل الشفاط. يمكن للباحثين تغيير الضغط والفراغ لجعل الذراع يرفق بجسم ، ويلتف حوله ، ويتحرر منه.

تم اختبار الجهاز بنجاح من قبل الباحثين على مجموعة متنوعة من الأجسام ، بما في ذلك الأوراق البلاستيكية الرقيقة ، وأكواب القهوة ، وأنسجة الاختبار ، والبيض ، والسرطانات الحية. بسبب التصميم المخروطي ، كان能够 العمل في مساحات محصورة لاسترجاع الأجسام.

كاتيا بيرتولدي هي شارك في تأليف الدراسة وأستاذة ويليام وأمي كوان دانوف لآليات التطبيق و SEAS.

قال بيرتولدي: “النتائج من دراستنا لا توفر فقط رؤى جديدة حول إنشاء الروبوتات اللينة التالية للجيل لمقبض مجموعة واسعة من الأجسام المتنوعة形状يًا ، ولكنها تساهم أيضًا في理解نا للعلاقة الوظيفية لتغير زاوية الذراع عبر أنواع الأخطبوط”.