Yumuşak Robot Hasarları Algılar ve Kendini İyileştirir

Cornell Üniversitesi’nden bir mühendislik ekibi, hasar gördüğünü ve nerede hasar gördüğünü tespit edebilen ve kendini hemen onaran bir yumuşak robot geliştirdi.

Araştırma, “Otonom self-healing optik sensörler için akıllı hasarlı yumuşak gövdeli sistemler” başlığıyla Science Advances dergisinde yayımlandı.

Robotları Daha Dayanıklı ve Çevik Hale Getirmek

Rob Shepherd, mekanik ve havacılık mühendisliği alanında yardımcı profesör.

“Laboratuvarımız her zaman robotları daha dayanıklı ve çevik hale getirmeye çalışıyor, böylece daha uzun süre daha fazla yetenekle çalışabilsinler” dedi. “Eğer robotları uzun süre çalıştırırsanız, hasar birikir. Ve nasıl onarmalarını veya bu hasarla başa çıkmalarını sağlayabiliriz?”

Profesörün Organik Robotik Laboratuvarı, yumuşak robotlar ve ilgili bileşenler için esnek fiber-optik sensörler geliştirdi. Bunlar, cilt ve giyilebilir teknolojiler de dahil olmak üzere birçok farklı şekilde kullanılabilir.

Shepherd’e göre, self-healing yetenekleri için ilk adım, robota bir şeyin onarılması gerektiğini belirleme yeteneği vermektir. Bunu başarmak için, ekip, fiber-optik sensörlerle LED ışıkların birleştirilmesini içeren yenilikçi bir teknik geliştirdi. Bu teknik, robotun yüzeyindeki küçük değişiklikleri tespit edebilir.

Sensörler, hidrojen bağları içeren bir poliüretan üre elastomer ile birleştirilir, bu da hızlı onarım sağlar. Ayrıca, gücü artıran disülfid değişimleri de mevcuttur.

SHeaLDS Self-Healing Sistemi

Bu yeni sistem, SHeaLDS’i oluşturmak için kullanıldı, bunlar dinamik algılama için self-healing ışık rehberleridir. Bunlar, oda sıcaklığında, dış müdahale olmadan kesilerden kendini iyileştirebilen bir hasara dayanıklı yumuşak robota sağlar.

Araştırmacılar, SHeaLDS’i bir yumuşak robota, dört bacaklı bir deniz yıldızı benzeri şekle benzeyen bir robota yerleştirdiler. Ardından, geri besleme kontrolü ile donattılar ve bir bacağını altı kez deldiler. Robot, hasarı tespit edebildi ve her kesiyi yaklaşık bir dakika içinde self-healing yeteneği ile onardı ve algılanan hasara göre yürüyüşünü otomatik olarak uyarlayabildi.

Materyalin inanılmaz derecede sağlam ve dayanıklı olmasına rağmen, onun yok edilemez olmadığını unutmamak önemlidir.

“Onlar insan etine benzer özelliklere sahiptir” dedi Shepherd. “Yanıklardan, asit veya ısı ile temas ettiklerinde iyi iyileşmezsiniz, çünkü bu, kimyasal özelliklerini değiştirir. Ancak kesilerden iyileşme konusunda iyi bir iş çıkarabiliriz.”

Ekibin şimdi hedefi, SHeaLDS’i, dokunsal olayları tanıyabilen makine öğrenimi algoritmaları ile entegre etmek ve self-healing cilde sahip, dayanıklı bir robot oluşturmaktır. Aynı cilt, aynı zamanda çevresini algılamak ve geniş bir görev yelpazesi tamamlamak için de kullanılabilir.