Mühendis Çok Bacaklı Sürü Robotları Geliştirdi

Notre Dame Üniversitesi’nden bir araştırmacı, zorlu ortamlardan geçebilecek ve bir sürü olarak karmaşık görevleri tamamlayabilecek çok bacaklı robotlar geliştirdi.

Araştırma Science Robotics dergisinde yayımlandı.

Yasemin Ozkan-Aydin, üniversitenin elektrik mühendisliği yardımcı profesörüdür ve yeni robota yaratılmasında sorumlu kişidir.

“Bacaklı robotlar, zorlu ortamları gibi zorlu araziler ve dar alanlar geçebilir ve bacakların kullanımı etkili vücut desteği sağlar, hızlı manevra kabiliyeti sağlar ve engel geçişini kolaylaştırır” dedi Ozkan-Aydin. “Ancak bacaklı robotlar, karasal ortamlarda benzersiz hareketlilik zorluklarıyla karşı karşıya kalır, bu da azaltılmış lokomotor performansa neden olur.”

Hareketliliği Artırma

Ozkan-Aydin, bireysel robotlar arasındaki fiziksel bir bağlantının, bir karasal bacaklı toplu sistemin hareketliliğini artırabileceğini varsaydı. Bireysel robotları birbirine bağlayarak çok bacaklı bir sistem oluşturarak, küçük görevleri tamamlayabileceklerinden daha iyi zorlukların üstesinden gelebilirler.

“Karıncalar nesneleri toplarken veya taşıarken, bir engel çıkarsa, grup birlikte o engeli aşmaya çalışır. Örneğin, bir boşluk varsa, diğer karıncaların geçebilmesi için bir köprü oluştururlar ve bu çalışma için ilham kaynağıdır” dedi. “Robotik sayesinde bu biyolojik sistemlerin dinamikleri ve toplu davranışları hakkında daha iyi bir anlayış kazanabiliyoruz ve bu tür teknolojinin gelecekte nasıl kullanılabileceğini keşfedebiliyoruz.”

Robotların Oluşturulması

Ozkan-Aydin, 15 ila 20 santimetre uzunluğundaki dört bacaklı robotları oluşturmak için 3D yazıcı kullandı. Her biri bir lityum polimer pil, mikrodenetleyici ve üç sensör içerir. Ön tarafında bir ışık sensörü ve ön ve arka tarafta iki manyetik dokunma sensörü vardır, bu da birbirleriyle bağlanmalarını sağlar.

Dört esnek bacak eklenmesiyle, robotların daha az sensöre ve parçaya ihtiyacı yoktur ve bu da onları zorlu veya düzensiz arazilerle etkileşime girmelerine yardımcı olur.

“Engelleri tespit etmek için ek sensörlere ihtiyacınız yok, çünkü bacaklardaki esneklik, robota engellerin üzerinden geçmesine yardımcı olur” dedi Ozkan-Aydin. “Yollarındaki boşlukları test edebilir, vücutlarıyla bir köprü oluşturabilir; nesneleri bireysel olarak hareket ettirebilir veya farklı ortamlarda topluca hareket ettirebilir; karıncalara benzer şekilde.”

Robotlar, çim, mulç, yapraklar ve palamutlar gibi çeşitli yüzeyler üzerinde test edildi. Düz zemin deneyleri, partikül tahtası ve izolasyon köpüğü ile merdivenleri içerir ve diğer testler, shag halı ve dikdörtgen ahşap blokları içerir.

Eğer bir birim takıldıysa, diğer robotlara bir sinyal gönderirdi. Bu robotlar daha sonra birbirlerine bağlanarak engelleri birlikte aşarlardı.

Ozkan-Aydin’e göre, yeni araştırma, düşük maliyetli bacaklı sürülerin tasarlanmasına yardımcı olabilir ve bu sürüler, beklenmedik durumlara uyum sağlayabilir ve arama-kurtarma görevleri, toplu nesne taşıma ve uzay keşfi gibi işbirliği görevlerini gerçekleştirebilir. Şimdi, sistemlerin kontrol, algılama ve güç kabiliyetlerini geliştirmeye odaklanacak.

“İşlevsel sürü sistemleri için pil teknolojisinin geliştirilmesi gerekiyor” dedi. “Daha fazla güç sağlayabilen küçük pillere ihtiyacımız var, ideal olarak 10 saatten fazla sürecek piller. Aksi takdirde, bu tür bir sistemi gerçek dünyada kullanmak sürdürülebilir değil.”

“Robotların gerçek dünyada nasıl işleyeceğini düşünmeniz gerekiyor, bu nedenle needed gücünü, kullandığınız pilin boyutunu düşünmeniz gerekiyor. Her şey sınırlı olduğu için makinenin her parçasıyla kararlar vermeniz gerekiyor.”