Metal Yiyen Robot Bilgisayar veya Pil Gerekmeden Metal Yolu Takip Edebilir

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

Piller, robotik alanındaki önemli engellerden biridir. Ne kadar çok enerjiye sahip olurlarsa, o kadar ağır olurlar. Bu ağırlık, robotun daha fazla enerjiye ihtiyaç duyması anlamına gelir ve bazı güç kaynakları gibi güneş panelleri bazı uygulamalarda faydalı olsa da, daha tutarlı, hızlı ve sürdürülebilir bir yol bulunması gerekir.

James Pikul, Penn Engineering’in Mekanik Mühendisliği ve Uygulamalı Mekanik Bölümü’nde yardımcı profesördür ve yeni teknolojiyi geliştirmek için bir pil yerine çevresel olarak kontrol edilen bir voltaj kaynağı veya ECVS’ye güveniyor.

ECVS ile enerji, kimyasal bağların kırılması ve oluşmasıyla üretilir ve robotun çevresindeki kimyasal bağları bularak ağırlığı düşük tutabilir. ECVS birimi, metal bir yüzeye temas ettiğinde surrounding havayla oksidasyon reaksiyonu katalizör ve bu, robotu çalıştırır.

Pikul, doğadan ilham aldı, özellikle hayvanların yiyecek olarak kimyasal bağlar oluşturmasını ve bu bağların enerji kaynağı olarak kullanmasını inceledi. Bir “beyin” olmadan, bu yeni ECVS güçlü robotlar da yiyecek kaynaklarını arıyorlar.

Yeni çalışma Advanced Intelligent Systems’de yayımlandı.

Pikul, laboratuvar üyeleri Min Wang ve Yue Gao ile birlikte çalıştı ve ECVS güçlü robotların bilgisayar gerektirmeden çevrelerini nasıl gezinebileceğini gösterdi. Robotun sol ve sağ tekerlekleri farklı ECVS birimlerine güç sağlar ve temel gezinme ve avlanma yeteneklerini otomatik olarak metal yüzeylere doğru hareket ederek ve “yiyerek” gösterir.

Çalışma sadece burada durmadı, aynı zamanda daha karmaşık davranışların merkezi bir işlemci olmadan nasıl elde edilebileceğini de gösterdi. Robot, yiyecek kaynağına bağlı olarak farklı mantıksal işlemler gerçekleştirebilir ve bu, ECVS birimlerinin farklı mekansal ve sıralı düzenlenmeleri ile elde edilir.

“Bakteriler, kimyasal konsantrasyonlardaki değişikliklere tepki vererek ve algılayarak kimyasal konsantrasyonlarına doğru otomatik olarak yönleniyorlar” diyor Pikul. “Küçük robotlar, büyük piller veya karmaşık bilgisayarlar taşıyamadıkları için mikroorganizmalara benzer kısıtlamalara sahipler, bu nedenle ECVS teknolojimizin bu tür bir davranışı nasıl taklit edebileceğini keşfetmek istedik.”

Robotun Test Edilmesi

Araştırmacılar, yeni robotu ECVS birimlerini çalıştırabilen alüminyum bir yüzeye yerleştirerek test etti ve sonra “tehlikeler” eklediler, bu tehlikeler robot ile metal arasındaki teması kırdı. Deneylerde, ECVS birimleri robotu hareket ettirebildi ve enerji açısından zengin kaynaklara yönlenmesini sağladı.

“Bir şekilde” diyor Pikul, “onlar bir dil gibi, hem enerjiyi algılar hem de enerjiyi sindirirler.”

Kullanılan tehlikelerden biri, yalıtım bandının oluşturduğu bir yoldu ve ECVS birimlerini karşı tekerleklere bağlayarak, robot metal şeridin arasında otomatik olarak ilerleyebildi. Örneğin, sağdaki ECVS, şerit sola doğru kıvrıldığında önce güç kaybeder, bu da robotun sol tekerleklerinin yavaşlamasına ve tehlikeyden uzaklaşmasına neden olur.

Araştırmacılar ayrıca bir tehlike olarak viskoz yalıtım jeli kullandılar ve robot, üzerine sürerken yavaşça jeli temizleyebildi. Robotun tasarımı şimdi geliştirilebilir, çünkü araştırmacılar ECVS’in neyi algılayabileceğini öğrenirler ve bunları tasarımı içine entegre edebilirler.

“ECVS birimlerini karşı motorlara bağlamak, robotun sevmediği yüzeylerden kaçınmasını sağlar” diyor Pikul. “Ama ECVS birimlerini her iki motora paralel olarak bağlarsanız, ‘VEYA’ kapısı gibi çalışırlar, yani yalnızca bir güç kaynağında oluşan kimyasal veya fiziksel değişikliklere dikkat ederler.”

“Bu tür bir bağlantıyı biyolojik tercihlerle eşleştirebiliriz” diyor. “Güvenli geçiş yapabileceğimiz ancak tehlikeli olan ortamları ayırt edebilmek önemlidir.”

Otonom ve bilgisayarsız robotlar, ECVS teknolojisi geliştikçe daha karmaşık davranışlar gerçekleştirebilecekler ve çevre, ECVS tasarımında büyük bir rol oynayacak. Örneğin, küçük robotlar tehlikeli ve dar ortamlarda gezinebilecek.

“Farklı kimyasallara ayarlanmış farklı ECVS’lere sahipsek, robotları tehlikeli yüzeylerden kaçınacak, ancak engellerin üzerinden geçebilecek şekilde tasarlayabiliriz” diyor Pikul.