Metal Yiyen Robot Bilgisayar veya Pil Gerektirmez Metal Yolu Takip Edebilir

Yeni geliştirilen ‘metal yiyen’ bir robot, bilgisayar veya pil gerektirmeden metal bir yolu takip edebiliyor. Robot, tekerleklerin karşı tarafına bağlı güç kaynağı birimlerine sahip olduğu için aluminum yüzeylere doğru otomatik olarak yönlenip tehlikelerden uzaklaşabiliyor.

Piller, robotik alanındaki önemli engellerden biri. Ne kadar enerjiye sahip olurlarsa, o kadar ağır olurlar. Bu ağırlık, robotun daha fazla enerjiyle hareket etmesini gerektirir ve güneş panelleri gibi bazı güç kaynakları bazı uygulamalarda faydalı olsa da, daha tutarlı, hızlı ve sürdürülebilir bir yol bulunması gerekir.

James Pikul, Penn Mühendislik Fakültesi Mekanik Mühendisliği ve Uygulamalı Mekanik Bölümü’nde yardımcı profesör. Yeni teknolojiyi, pil yerine çevresel olarak kontrol edilen bir voltaj kaynağı veya ECVS kullanarak geliştiriyor.

ECVS ile enerji, kimyasal bağların kırılması ve oluşmasıyla üretilir ve robotun çevresindeki kimyasal bağları bularak ağırlığı düşük tutabilir. ECVS birimi, metal yüzeyle temas ettiğinde havadaki oksidasyon reaksiyonunu katalizler ve bu, robotu çalıştırır.

Pikul, doğadan, özellikle hayvanların yiyecek olarak kimyasal bağlar oluşturarak enerji kaynağı olarak kullanma şekillerinden ilham aldı. ‘Beyin’ olmadan bu yeni ECVS güçlü robotlar da yiyecek kaynaklarını arıyor.

Yeni çalışma Advanced Intelligent Systems dergisinde yayımlandı.

Pikul, laboratuvar üyeleri Min Wang ve Yue Gao ile birlikte çalıştı ve ECVS güçlü robotların bilgisayarya gerek kalmadan çevreyi nasıl gezinebileceğini gösterdi. Robotun sol ve sağ tekerlekleri farklı ECVS birimlerine bağlı ve temel navigasyon ve avlanma yeteneklerini göstererek otomatik olarak metalik yüzeylere doğru hareket ediyor.

Çalışma sadece burada durmadı, aynı zamanda merkezi bir işlemci olmadan daha karmaşık davranışların nasıl elde edilebileceğini de gösterdi. Robot, enerji kaynağına bağlı olarak farklı mantıksal işlemler gerçekleştirebiliyor ve bu, ECVS birimlerinin farklı mekansal ve sıralı düzenlenmeleriyle sağlanıyor.

“Bakteriler, kimyasal konsantrasyonlardaki değişikliklere tepki vererek ve yanıtlayarak kimyotaksis adı verilen bir süreçle otomatik olarak besinlere doğru yöneliyorlar” diyor Pikul. “Küçük robotlar, büyük piller veya karmaşık bilgisayarlar taşıyamadıkları için mikroorganizmalara benzer kısıtlamalara sahipler, bu nedenle ECVS teknolojimizin bu tür davranışları nasıl taklit edebileceğini araştırmak istedik.”

Robotu Test Etme

Araştırmacılar, robotu ECVS birimlerini çalıştırabilen bir alüminyum yüzey üzerine koyarak test etti ve sonra da robot ile metal arasındaki teması kıran ‘tehlikeler’ ekledi. Deneylerde, ECVS birimleri robotu hareket ettirebiliyor ve enerji açısından zengin kaynaklara doğru yönlendirebiliyordu.

“Bir anlamda” diyor Pikul, “onlar bir dil gibi, hem enerjiyi algılar hem de enerjiyi yardımcı olur.”

Eklenen tehlikelerden biri, izole edici bir banttan oluşan bir yoldu ve ECVS birimlerini karşıt tekerleklerine bağlayarak robot, metal şeridin arasında otomatik olarak ilerleyebiliyordu. Örneğin, yol sola döndüğünde sağdaki ECVS önce güç kaybediyor ve robotun sol tekerlekleri yavaşlıyor ve tehlikeyden uzaklaşıyordu.

Araştırmacılar ayrıca bir viskoz izole edici jeli tehlike olarak kullandı ve robot, üzerine sürerken yavaşça silkeleyebildi. Robotun tasarımı şimdi geliştirilebiliyor, çünkü araştırmacılar ECVS’in ne çekebileceğini öğreniyorlar ve bunları robotun tasarımına dahil edebiliyorlar.

“ECVS birimlerini karşıt motorlara bağlamak, robotun sevmediği yüzeylerden kaçınmasını sağlar” diyor Pikul. “Ancak ECVS birimlerini her iki motora paralel olarak bağlarsanız, onlar ‘veya’ kapısı gibi çalışır, yani yalnızca bir güç kaynağındaki kimyasal veya fiziksel değişikliklere dikkat ederler.”

“Bu tür bağlantıyı kullanarak biyolojik tercihleri eşleştirebiliriz” diyor. “Güvenli olmayan ve kaçınılması gereken ortamlar ile yalnızca rahatsız edici olan ancak gerektiğinde geçilebilen ortamlar arasında ayrım yapabilmek önemlidir.”

ECVS teknolojisindeki gelişmelerle birlikte, bilgisayarsız ve otonom robotlar daha karmaşık davranışlar gerçekleştirebilecek. Çevre, ECVS tasarımında büyük bir rol oynayacak. Örneğin, tehlikeli ve dar ortamlarda navigasyon yapabilen küçük robotlar geliştirilebilir.

“Farklı kimyasallara ayarlanmış farklı ECVS’ler varsa, tehlikeli yüzeylerden kaçınan ancak engellerin önünde ilerleyen robotlar olabilir” diyor Pikul.