Intervjuer
Dr. David Zarrouk, chef för Bioinspirerad och medicinsk robotiklaboratorium – Intervjuer
Lägg till Unite.AI bland dina föredragna källor på Google
David är en seniorlektor (biträdande professor) vid ME-avdelningen vid Ben Gurion University of the Negev och chef för Bioinspirerad och medicinsk robotiklaboratorium. Hans intressen ligger inom områdena biomimetik, millisystem, miniatyrrobotik, flexibla och hala interaktioner, rymdrobotik, underaktuerade och minimaktuerade mekanismer och teoretisk kinematik.
Vad var det som initialt drog dig till området robotik?
Sedan barndomen har jag alltid varit fascinerad av maskiner. Jag försökte alltid bygga dem och efter att ha tagit min kandidatexamen i maskinteknik var jag väldigt glad att kunna fokusera på att utveckla robotar vid Ben-Gurion University of the Negev som kan krypa in i kroppen.
Du har en doktorsexamen i medicinsk robotik. Vilka är några av de typer av medicinska robotapplikationer som exciterar dig mest?
Varje applikation som kräver precision som kan programmeras är en möjlig kandidat för en robotlösning. Två robotar jag arbetade med i det förflutna var de som kunde krypa in i kroppen och utföra hjärnkirurgi med nålar.
En av dina robotar heter The Flying Star, som är en hybrid av krypande och flygande robot. Vad var inspirationen bakom denna robot?
The STAR-robotarnas spridningsmekanism är inspirerad av insekter men innehåller hjul som kombinerar fördelarna med bio-inspirerade varelser och hjulfordon.
Vilka var några av utmaningarna bakom att bygga The Flying Star?
The Flying STAR är inte en vanlig quadcopter eftersom den ändrar vingarnas orientering, vilket påverkar dess allmänna kontrollodynamik. De olika designvariablerna var utmanande i början och övergången från flyg till körningsläge krävde unika delar som vi var tvungna att utveckla själva.
Jag var imponerad av hur mångsidig The Flying Star är, den kan faktiskt undvika hinder, krypa under dem, flyga över dem osv. Kan du diskutera hur The Flying Star fattar beslut om vilken transportmetod som ska användas? Hur väljer den om den ska krypa under ett föremål eller flyga över?
The Flying STAR är initialt utformad för sök- och räddningsändamål och för paketleverans i sista minuten. Vi utvecklar algoritmer för att bestämma när man ska flyga eller köra baserat på avstånd och energikrav, men också på hindrets form. Beslutsalgoritmen, som fortfarande utvecklas, kommer att baseras på kamerakartor av omgivningen. Om en öppning är tillräckligt hög för att krypa under den kommer FSTAR att enkelt köra genom den. Annars kommer den att flyga. En mänsklig operatör kan fortfarande behövas i utmanande, begränsade utrymmen (såsom rasmassor).
Min första intryck när jag såg videon för den Minimally actuerade Reconfigurable Continuous Track Robot var att den med en kamera i dess förarsäte skulle vara perfekt för sök- och räddningsinsatser. Vilka är några användningsfall som du ser för en sådan robot?
Den rekonfigurerbara kontinuerliga spåroboten är primärt utvecklad för sök- och räddningsändamål i svårtillgänglig terräng, såsom rasmassor. Men den kan också användas för andra applikationer, såsom grävning, jordbruk och krypning in i rör för industriell underhåll.
En av dina tidigare projekt är SAW, en Minimally actuerad Reconfigurable Continuous Track Robot. Vad var inspirationen bakom denna robot?
SAW-roboten (single actuator wave) var ursprungligen inspirerad av miniaturbiologiska organismer som simmar genom att bölja sina svansar. Att skapa denna robot var mycket utmanande. Även om ekvationerna visade att en enda motor behövdes för att utveckla vågrörelsen var det inte enkelt att förverkliga denna rörelse mekaniskt. Jag fann lösningen när jag undervisade i mekanisk design och insåg att sidprojektionen av en fjäder är en sinusfunktion som avancerar när fjädern roteras
Hur liten kunde du i slutändan göra SAW? Är det möjligt att ha en liknande storlek på en robot i framtiden som kunde användas för att resa in i den mänskliga kroppen?
SAW-robotens huvudsakliga syfte är att krypa in i kroppen. Vår senaste design är mindre än 1,5 cm bred och den kan krypa in i en gris mage (ex-vivo). För närvarande söker vi finansiering för att utveckla mindre robotar som kan krypa in i matsmältningssystemet. Vi tror att detta är mycket möjligt.
En av de observationer jag gjorde från dina robotar är att många av dem är baserade på enkelhet. Försöker du medvetet vara minimalistisk när det gäller antalet fungerande komponenter i varje robot?
Vi följer logiken för enkelhet. Ett citat tillskrivet Albert Einstein säger “Allt bör vara så enkelt som möjligt men inte enklare”. Färre komponenter innebär bättre tillförlitlighet, längre livslängd, högre effekttäthet och gör det mycket enklare att minska storleken på robotarna.
Vad arbetar du med just nu?
I mitt laboratorium vid Ben-Gurion University arbetar vi för närvarande med flera projekt, inklusive modellering av en robot som kan krypa in i kroppen, serie-robotar för jordbruksapplikationer och några små sök- och räddningsrobotar.
Finns det något annat du vill dela med våra läsare?
Jag uppmuntrar starkt föräldrar och barn att engagera sig i mekatronik/robotik. Med dagens teknik är det möjligt att köpa användarvänliga komponenter (3D-skrivare, Arduino-kontroller, motorer, sensorer etc.) till låga kostnader och programmera dem med tillgängliga hemresurser. Det kan vara en rolig aktivitet för hela familjen (särskilt under denna period när vi är mest hemma). Jag uppmuntrar också barn att engagera sig i vetenskap och användning av datorer för utbildningsändamål (inte bara spel).
Tack för intervjun. Jag tycker om att lära mig om din unika tillvägagångssätt för att designa innovativa robotar. Läsare som vill veta mer kan besöka Bioinspirerad och medicinsk robotiklaboratorium.
