Μαλακό ρομπότ ανιχνεύει ζημιές και αυτοεπισκευάζεται

Μια ομάδα μηχανικών στο Πανεπιστήμιο του Κορνέλ έχει αναπτύξει ένα μαλακό ρομπότ που μπορεί να ανιχνεύσει πότε και πού έχει υποστεί ζημιά πριν θεραπεύσει τον εαυτό του αμέσως.

Η έρευνα, «Autonomous self-healing optical sensors for damage intelligent soft-bodied systems», δημοσιεύθηκε στο Science Advances.

Κατασκευάζοντας Ρομπότ Πιο Ανθεκτικά και Ευέλικτα

Ο Rob Shepherd είναι αναπληρωτής καθηγητής μηχανολογικής και αεροδιαστημικής μηχανικής.

«Το εργαστήριό μας προσπαθεί πάντα να κάνει τα ρομπότ πιο ανθεκτικά και ευέλικτα, ώστε να λειτουργούν για μεγαλύτερο χρονικό διάστημα με περισσότερες ικανότητες», είπε. «Εάν κάνετε τα ρομπότ να λειτουργούν για μεγάλο χρονικό διάστημα, θα συσσωρευτούν ζημίες. Και έτσι, πώς μπορούμε να τους επιτρέψουμε να επισκευάσουν ή να αντιμετωπίσουν αυτές τις ζημίες;»

Το εργαστήριο Organic Robotics Lab του καθηγητή ήταν υπεύθυνο για την ανάπτυξη εκτατών αισθητήρων οπτικών ινών για χρήση σε μαλακά ρομπότ και συναφείς συσκευές. Μπορούν να χρησιμοποιηθούν με πολλούς διαφορετικούς τρόπους, συμπεριλαμβανομένων δερμάτων και φορετών τεχνολογιών.

Σύμφωνα με τον Shepard, το πρώτο βήμα για αυτοθεραπευτικές ικανότητες είναι να ενεργοποιήσετε το ρομπότ να αναγνωρίσει ότι κάτι πρέπει να επιδιορθωθεί. Για να επιτύχουν αυτό, η ομάδα δημιούργησε μια καινοτόμο τεχνική που εμπλέκει αισθητήρες οπτικών ινών σε συνδυασμό με LED φωτάκια που μπορούν να ανιχνεύσουν μικρές αλλαγές στην επιφάνεια του ρομπότ.

Οι αισθητήρες συνδυάζονται με ένα ελαστομερές πολυουρεθάνης-ουρίας που περιέχει δεσμούς υδρογόνου, το οποίο επιτρέπει τη γρήγορη θεραπεία. Υπάρχουν επίσης ανταλλαγές δισουλφιδίων που αυξάνουν τη δύναμη.

Σύστημα Αυτοθεραπείας SHeaLDS

Αυτό το νέο σύστημα χρησιμοποιήθηκε για τη δημιουργία SHeaLDS, τα οποία είναι αυτοθεραπευτικοί οδηγοί φωτός για δυναμική ανίχνευση. Παρέχουν ένα μαλακό ρομπότ που είναι ανθεκτικό στις ζημίες και μπορεί να θεραπεύσει τον εαυτό του από κοψίματα σε θερμοκρασία δωματίου, χωρίς εξωτερική παρέμβαση.

Οι ερευνητές εγκατέστησαν το SHeaLDS σε ένα μαλακό ρομπότ που έμοιαζε με έναν τετράποδο αστερία. Το εξόπλισαν με έλεγχο ανατροφοδότησης και τρυπήθηκε ένα από τα πόδια του έξι φορές. Το ρομπότ ήταν σε θέση να ανιχνεύσει τη ζημιά και να θεραπεύσει κάθε κόψιμο σε περίπου ένα λεπτό, και μπορούσε να προσαρμόσει αυτόνομα το βάδισμά του με βάση την ανιχνευθείσα ζημιά.

Παρά το ότι το υλικό είναι εξαιρετικά ανθεκτικό και ανθεκτικό, είναι σημαντικό να σημειωθεί ότι δεν είναι άφθαρτο.

«Έχουν παρόμοιες ιδιότητες με το ανθρώπινο δέρμα», είπε ο Shepherd. «Δεν θεραπεύετε καλά από καύση ή από πράγματα με οξύ ή θερμότητα, επειδή αυτό θα αλλάξει τις χημικές ιδιότητες. Αλλά μπορούμε να κάνουμε μια καλή δουλειά στην θεραπεία από κοψίματα.»

Η ομάδα θα προσπαθήσει τώρα να ενσωματώσει το SHeaLDS με αλγορίθμους μηχανικής μάθησης που μπορούν να αναγνωρίσουν απτικά συμβάντα για τη δημιουργία ενός ρομπότ που έχει αυτοθεραπευτικό δέρμα. Το ίδιο δέρμα μπορεί επίσης να χρησιμοποιηθεί για να ανιχνεύσει το περιβάλλον του και να ολοκληρώσει μια ευρεία γκάμα εργασιών.