Interviuri
Dr. David Zarrouk, Director al Laboratorului de Robotică Bioinspirată și Medicală – Seria de Interviuri
Adaugă Unite.AI la sursele tale preferate pe Google
David este lector senior (profesor asistent) la Departamentul de Inginerie Mecanică al Universității Ben-Gurion din Negev și director al Laboratorului de Robotică Bioinspirată și Medicală Bioinspired and Medical Robotics Laboratory. Interesele sale sunt în domeniile biomimeticii, sistemelor milimetrice, roboticii miniaturale, interacțiunilor flexibile și alunecătoare, roboticii spațiale, mecanismelor subacționate și minim acționate și cinematicii teoretice.
Ce v-a atras inițial în domeniul roboticii?
De când eram copil, am fost întotdeauna fascinat de mașini. Am încercat mereu să le construiesc și, în cele din urmă, după ce am absolvit facultatea cu diploma de licență în Inginerie Mecanică, am fost încântat să pot să mă concentrez pe dezvoltarea de roboți la Universitatea Ben-Gurion din Negev care pot cățăra în interiorul corpului.
Ați obținut un doctorat în robotică medicală. Care sunt unele dintre tipurile de aplicații medicale robotice care vă entuziasmează cel mai mult?
Orice aplicație care implică precizie și poate fi programată este un candidat posibil pentru o soluție robotică. Două roboți la care am lucrat în trecut implicau roboți care cățărau în interiorul corpului și efectuau operații pe creier folosind ace.
Unul dintre roboții pe care i-ați creat se numește The Flying Star, un robot hibrid care poate cățăra și zbura. Care a fost inspirația din spatele acestui robot?
Mecanismul de răspândire al roboților STAR este inspirat de insecte, dar include și roți, ceea ce combină avantajele creaturilor bio-inspirate și vehiculelor cu roți.
Care au fost unele dintre provocările din spatele construirii The Flying Star?
The Flying STAR nu este un quadcopter obișnuit, deoarece schimbă orientarea aripilor sale, ceea ce influențează dinamica sa de control generală. Diferitele variabile de proiectare au fost provocatoare la început, iar trecerea de la zbor la modul de condus a necesitat piese unice pe care trebuia să le dezvoltăm singuri.
M-am impresionat de versatilitatea The Flying Star, care poate literalmente evita obstacole, cățăra sub ele, zbura deasupra lor etc. Puteți discuta cum The Flying Star ia decizia cu privire la modul de transport pe care să-l utilizeze? Cum alege să cățăre sub un obiect sau să zboare deasupra lui?
The Flying STAR a fost proiectat inițial pentru scopuri de căutare și salvare și pentru livrarea de pachete în ultimul mil. Dezvoltăm algoritmi pentru a determina când să zburăm sau să condus pe baza distanțelor și a necesităților de energie, dar și a formei obstacolului. Algoritmul de decizie, care este încă în curs de dezvoltare, se va baza pe cartografierea camerei a împrejurimilor. Dacă o deschidere este suficient de mare pentru a cățăra sub ea, FSTAR va pur și simplu conduce prin ea. Altfel, va zbura. Un operator uman poate fi încă necesar în spații confine încărcate (cum ar fi moloz).
Prima mea impresie când am văzut videoclipul pentru Robotul de Urmat Continuu Reconfigurabil Minim a fost că, cu o cameră la bord, ar fi perfect pentru căutare și salvare. Care sunt unele dintre cazurile de utilizare pe care le imaginați pentru un astfel de robot?
Robotul de urmat continuu reconfigurabil a fost dezvoltat în primul rând pentru scopuri de căutare și salvare în teren dificil, cum ar fi moloz. Dar poate fi utilizat și pentru alte aplicații, cum ar fi excavarea, agricultura și cățăratul prin conducte pentru întreținerea industrială.
Unul dintre proiectele dvs. anterioare este SAW, un robot de urmat continuu reconfigurabil minim acționat. Care a fost inspirația din spatele acestui robot?
Robotul SAW (val undulator cu un singur actuator) a fost inspirat inițial de organisme biologice miniaturale care înoată prin unduirea cozilor lor. Crearea acestui robot a fost foarte provocatoare. Deși ecuațiile arătau că un singur motor este necesar pentru a dezvolta mișcarea valului, realizarea acestei mișcări din punct de vedere mecanic nu a fost simplă. Am găsit soluția când predam cursul de proiectare mecanică și am realizat că proiecția laterală a unei arcuri este o funcție sinusoidală care progresează atunci când arcul este rotit.
Cât de mic ați putea face SAW? Este posibil să aveți un robot de dimensiuni similare în viitor care să poată călători în interiorul corpului uman?
Scopul principal al robotului SAW este să cățăre în interiorul corpului. Proiectul nostru cel mai recent are o lățime de mai puțin de 1,5 cm și este capabil să cățăre în interiorul intestinului porcului (ex-vivo). În prezent, căutăm finanțare pentru a dezvolta roboți mai mici care să poată călători în sistemul digestiv. Credem că acest lucru este foarte posibil.
Una dintre observațiile pe care le-am făcut la roboții dvs. este că mulți dintre ei se bazează pe simplitate. Încercați intenționat să fiți minimaliști în ceea ce privește numărul de componente care funcționează în orice robot?
Noi urmăm logica simplității. O zicătoare atribuită lui Albert Einstein spune “Totul ar trebui să fie atât de simplu, pe cât este posibil, dar nu mai simplu”. Un număr mai mic de componente înseamnă o fiabilitate mai bună, o viață de funcționare mai lungă, o densitate de putere mai mare și face ca reducerea dimensiunii roboților să fie mult mai ușoară.
Ce lucrați în prezent?
În laboratorul meu de la Universitatea Ben-Gurion, lucrăm în prezent la mai multe proiecte, care includ modelarea unui robot care poate cățăra în interiorul corpului, roboți seriali pentru aplicații agricole și câțiva roboți mici de căutare și salvare.
Mai aveți ceva de împărtășit cu cititorii noștri?
Încurajez puternic părinții și copiii să se implice în mecatronică/robotică. Cu tehnologia de astăzi, este posibil să cumpărați componente prietenoase cu utilizatorul (imprimante 3D, controlere Arduino, motoare, senzori etc.) la costuri reduse și să le programați cu resursele disponibile acasă. Acesta poate fi un activitate distractivă pentru întreaga familie (în special în această perioadă în care suntem mai mult acasă). Îi încurajez și pe copii să se implice în științe și să utilizeze calculatoarele în scopuri educaționale (nu doar pentru jocuri).
Mulțumesc pentru interviu. Îmi place foarte mult să aflu despre abordarea dvs. inovatoare de a proiecta roboți cu adevărat inovatori. Citiitorii care doresc să afle mai multe despre acest subiect ar trebui să viziteze Laboratorul de Robotică Bioinspirată și Medicală.
