روبوت لين يمكنه الكشف عن الضرر وتصليحه بنفسه

قام فريق من المهندسين بجامعة كورنيل بتطوير روبوت لين يمكنه الكشف عن الوقت والمكان الذي تضرر فيه قبل أن يصلح نفسه على الفور.

نشرت الأبحاث، ” Autonomous self-healing optical sensors for damage intelligent soft-bodied systems، ” في مجلة ساينس أدفانس.

جعل الروبوتات أكثر متانة ورشاقة

روب شيبارد هو أستاذ مشارك في الهندسة الميكانيكية والفضائية.

“مختبرنا دائمًا ما يحاول جعل الروبوتات أكثر متانة ورشاقة، بحيث تعمل لفترة أطول مع إمكانيات أكبر،” قال. “إذا قمت بتشغيل الروبوتات لفترة طويلة، فسيتم تجميع الضرر. وكيف يمكننا السماح لهم بالإصلاح أو التعامل مع هذا الضرر؟”

كان مختبر روب شيبارد للروبوتات العضوية مسؤولاً عن تطوير حساسات الألياف البصرية القابلة للتمديد لاستخدامها في الروبوتات اللينة والمكونات ذات الصلة. يمكن استخدامها بطرق مختلفة، بما في ذلك تقنيات الجلد والملابس.

وفقًا لشيبارد، الخطوة الأولى للسماح للروبوت بالكشف عن الضرر هو تمكينه من الكشف عن ما يحتاج إلى الإصلاح. لتحقيق ذلك، قام الفريق بابتكار تقنية مبتكرة تتضمن حساسات الألياف البصرية مع أضواء ليد يمكنها الكشف عن التغيرات الدقيقة على سطح الروبوت.

تُدمج الحساسات مع مادة مرنة من البولي يوريثان-يوريا التي تحتوي على روابط هيدروجينية، مما يسمح بالإصلاح السريع. كما توجد تفاعلات تبادل روابط ثنائي الكبريتيد تزيد من القوة.

نظام SHeaLDS للتعافي الذاتي

استخدم هذا النظام الجديد لإنشاء SHeaLDS، وهو دليل ضوئي ذاتي التعافي للكشف الديناميكي. يوفر روبوت لين مقاوم للضرر قادر على التعافي من الجروح في درجة حرارة الغرفة، دون أي تدخل خارجي.

قام الباحثون بتثبيت SHeaLDS في روبوت لين يشبه نجم البحر ذي الأربع أذرع. ثم قاموا بتركيبه مع نظام تحكم بالتغذية الراجعة وثقب أحد أذرعه ست مرات. كان الروبوت قادرًا على الكشف عن الضرر والتعافي من كل جرح في نحو دقيقة واحدة، ويمكنه التكيف تلقائيًا مع مشيته بناءً على الضرر المكتشف.

على الرغم من أن المادة كانت قوية ومقاومة للغاية، من المهم ملاحظة أنها ليست غير قابلة للتدمير.

“لديهم خصائص مشابهة للبشرة البشرية،” قال شيبارد. “لا تتعافى جيدًا من الحروق أو الأشياء الحمضية أو الحرارة، لأن ذلك سيغير الخواص الكيميائية. ولكننا يمكننا القيام بعمل جيد في التعافي من الجروح.”

سيبحث الفريق الآن عن دمج SHeaLDS مع خوارزميات التعلم الآلي التي يمكنها التعرف على الأحداث اللمسية لإنشاء روبوت متين له جلد ذاتي التعافي. يمكن استخدام نفس الجلد أيضًا لاكتشاف بيئته وإكمال مجموعة واسعة من المهام.