Kıvrımlı Robotlar İnsan veya Yazılım olmadan Karmaşık Labirentleri Gezebiliyor

Kuzey Carolina Eyalet Üniversitesi ve Pennsylvania Üniversitesi’nden bir araştırma ekibi, insan müdahalesi veya bilgisayar yazılımları olmadan karmaşık ortamlarda gezinebilen yumuşak robotlar geliştirdi.

“Yumuşak Akıllı Otonom Robotlar için Bükülme, Yapısal Ortamlarda” başlıklı makale Ulusal Bilimler Akademisi Bildirilerinde yayımlandı.

Fiziksel Zekayı Gösterme

Araştırma makalesinin entsprech yazarı ve NC State’de mekanik ve havacılık mühendisliği yardımcı profesörü Jie Yin.

“Bu yumuşak robotlar, ‘fiziksel zeka’ olarak adlandırılan bir kavramı gösteriyor, yani yapısal tasarım ve akıllı malzemeler, yumuşak robotun çeşitli durumlarla başa çıkmasını sağlıyor, değil hesaplamalı zeka,” diyor Yin.

Yumuşak robotlar, sıvı kristal elastomerlerden yapılmış, kıvrımlı bir şerit şeklinde inşa edildi. Şerit en az 55 derece Celsius sıcaklığında bir yüzeye konulduğunda, yüzeye temas eden kısım sözleşir. Aynı zamanda, havaya maruz kalan kısım aynı kalır. Bu, bir yuvarlanma hareketi ile sonuçlanır ve yüzey ne kadar sıcak olursa, robot o kadar hızlı yuvarlanır.

“Bu daha önce düz yanlı çubuklarla yapıldı, ancak bu şeklin bir dezavantajı var – bir engelle karşılaştığında, sadece yerinde döner,” diyor Yin. “Bizim yaptığımız yumuşak robot, kıvrımlı bir şerit şeklinde, hiçbir insan veya bilgisayar müdahalesi olmadan engelleri aşabiliyor.”

Yazılımsız Gezinme

Robot, bunu iki şekilde gerçekleştirir. Şeridin bir ucu bir engelle karşılaştığında, slightly旋轉 ederek engeli aşmak için manevra yapar. Şeridin merkezi kısmı bir engelle karşılaştığında, “çıkarma” yapar, yani depolanan deformasyon enerjisini hızla serbest bırakır ve şerit slightly zıplar ve自己 yönlendirmek için tekrar iniş yapar. Şerit, engeli aşmak için doğru yönlendirmeyi bulana kadar birden fazla kez çıkarma yapabilir.

“Bu sentido, evlerinde kullandıkları robotik süpürgelerin çok benzeri,” diyor Yin. “Ancak bizim yarattığımız yumuşak robot, çevresinden enerji alır ve hiçbir bilgisayar programlaması olmadan çalışır.”

Makalenin ilk yazarı ve NC State’de postdoc araştırmacı Yao Zhao.

“Robotun engelleri aşmasını sağlayan iki eylem,旋轉 ve çıkarma, bir gradyan üzerinde çalışır,” diyor Zhao. “En güçlü çıkarma, bir nesne şeridin merkezine dokunduğunda gerçekleşir. Ancak şeride merkezi dışındaki bir noktaya dokunduğunda da çıkarma olur, sadece daha az güçlüdür. Ve merkezden ne kadar uzaklaşırsanız, çıkarma o kadar az belirginleşir, sonunda şeridin son beşte biri çıkarma yapmaz.”

Araştırmacılar, şerit benzeri robotun çeşitli labirent benzeri ortamlarda gezinebileceğini gösteren birçok deney gerçekleştirdiler. Ayrıca, yumuşak robotların kum gibi gevşek zeminlerde tırmanma ve inme yeteneklerine sahip olduğu için çöl ortamlarında da etkili bir şekilde çalışabileceğini gösterdiler.

“Bu ilginç ve eğlenceli, ancak daha da önemlisi, doğal ortamlardan ısı enerjisi hasat eden ve karmaşık, yapısal olmayan ortamları otonom olarak aşabilen yumuşak robotlar tasarlayabileceğimiz konusunda yeni içgörüler sağlıyor,” diyor Yin.

Makale, NC State’den Ph.D. öğrencileri Yinding Chi, Yaoye Hong ve Yanbin Li ile birlikte yazıldı; ayrıca Pennsylvania Üniversitesi’nden Malzeme Bilimi ve Mühendisliği Profesörü Shu Yang da makaleye katkıda bulundu.