Інтерв’ю
Доктор Девід Заррук, директор лабораторії біоінспірованих та медичних робототехнічних систем – Серія інтерв’ю
Девід є старшим лектором (асистентом професора) на кафедрі машинобудування університету Бен-Гуріона Негеву, а також директором лабораторії біоінспірованих та медичних робототехнічних систем. Його інтереси лежать у сфері біомімікрії, мініатюрної робототехніки, гнучких та слизьких взаємодій, космічної робототехніки, недоактуованих та мінімальноактуованих механізмів та теоретичної кінематіки.
Що спочатку привернуло вашу увагу до галузі робототехніки?
Від дитинства я завжди був захоплений машинами. Я завжди намагався їх побудувати, і після закінчення університету зі ступенем бакалавра механічної інженерії, я був у захваті від того, що мав можливість зосередитися на розробці роботів у університеті Бен-Гуріона Негеву, які можуть рухатися всередині тіла.
У вас є докторський ступінь у галузі медичної робототехніки. Які з медичних робототехнічних застосунків вас найбільш захоплюють?
Будь-який застосунок, який涉лює точність, яку можна запрограмувати, є можливим кандидатом на рішення з використанням робототехніки. Два робота, над якими я працював у минулому, були тими, які рухаються всередині тіла та виконують операції на мозку за допомогою голок.
Одним з роботів, який ви створили, є Летюча Зірка – гібридний робот, який може рухатися та літати. Яка була ідея створення цього робота?
Механізм розгортання робота STAR був натхненний комахами, але включає колеса, які поєднують переваги біоінспірованих створінь та колісних транспортних засобів.
Якими були деякі з викликів при створенні Летючої Зірки?
Летюча Зірка не є звичайним квадрокоптером, оскільки вона змінює орієнтацію своїх крил, що впливає на її загальну динаміку управління. Різні конструктивні варіанти були складними на початку, а перехід від польоту до руху вимагав унікальних деталей, які ми мали розробити самостійно.
Мене вразило, наскільки універсальною є Летюча Зірка, вона може буквально оминати перешкоди, рухатися під ними, літати над ними тощо. Чи можете ви розповісти, як Летюча Зірка приймає рішення про вибір транспорту?
Летюча Зірка спочатку була розроблена для пошуково-рятувальних цілей та для доставки пакетів на останню милю. Ми розробляємо алгоритми для визначення того, коли літати чи рухатися, виходячи з відстаней та енергетичних вимог, а також з урахуванням форми перешкоди. Алгоритм прийняття рішень, який ще розробляється, буде заснований на картографуванні оточення за допомогою камери. Якщо відкриття достатньо велике, щоб рухатися під ним, Летюча Зірка просто проїде через нього. В іншому випадку вона полетить. Людина-оператор все ще може бути потрібна в складних обмежених просторах (наприклад, у руїнах).
Мій перший враження, коли я побачив відео Мінімальноактуованого Реконфігурованого Континуального Трекового Робота, полягало в тому, що з камерою на його верхівці він був би ідеальним для пошуково-рятувальних операцій. Які з випадків використання такого робота ви бачите?
Реконфігурований континуальний трековий робот був розроблений головним чином для пошуково-рятувальних цілей у складній місцевості, chẳng hạn як руїни. Але його також можна використовувати для інших застосунків, таких як видобуток, сільське господарство та рух всередині труб для промислового обслуговування.
Одним з ваших попередніх проектів є SAW, Мінімальноактуований Реконфігурований Континуальний Трековий Робот. Яка була ідея створення цього робота?
Робот SAW (один актуатор-хвильовий) був спочатку натхненний мініатюрними біологічними організмами, які плавають, хвиляючи свої хвости. Створення цього робота було дуже складним. Хоча рівняння показували, що для створення хвильового руху потрібен лише один двигун, механічне втілення цього руху не було простим. Я знайшов рішення, коли викладав курс механічного проектування та зрозумів, що бічний проєкція пружини є синусоїдальною функцією, яка рухається при обертанні пружини
Як малим можна зробити SAW? Чи можливо створити подібний робот у майбутньому, який міг би рухатися всередині людського тіла?
Головною метою робота SAW є рух всередині тіла. Наш останній дизайн має ширину менше 1,5 см і здатний рухатися всередині кишечника свині (екз-віво). Наразі ми шукаємо фінансування для розробки менших роботів, які могли б рухатися всередині травної системи. Ми вважаємо, що це цілком можливо.
Одним з спостережень, які я зробив щодо ваших роботів, є те, що багато з них засновані на простоті. Чи намагаєтесь ви свідомо бути мінімалістами щодо кількості робочих компонентів у будь-якому роботі?
Ми слідуємо логіці простоти. Вираз, приписуваний Альберту Ейнштейну, говорить: “Все повинно бути настільки простим, наскільки це можливо, але не простішим”. Менша кількість компонентів означає кращу надійність, довший термін служби, вищу густину потужності та робить його значно легшим для зменшення розміру роботів.
Над чим ви зараз працюєте?
У моєму університетському лабораторії Бен-Гуріона ми зараз працюємо над кількома проектами, які включають моделювання робота, який може рухатися всередині тіла, серійні роботи для сільськогосподарських застосунків та деякі малі пошуково-рятувальні роботи.
Чи є ще щось, що ви хотіли б поділитися з нашими читачами?
Я сильно заохочую батьків та дітей займатися мехатронікою/робототехнікою. З сучасними технологіями можна купити дружні до користувача компоненти (3D-принтери, контролери Arduino, двигуни, сенсори тощо) за низькою ціною та програмувати їх за допомогою доступних домашніх ресурсів. Це може бути веселою діяльністю для всієї сім’ї (особливо у цей період часу, коли ми переважно перебуваємо вдома). Я також заохочую дітей займатися наукою та використанням комп’ютерів для освітніх цілей (не тільки для гри).
Дякую за інтерв’ю. мені дуже подобається дізнаватися про ваш унікальний підхід до розробки справді інноваційних робототехнічних систем. Читачам, які бажають дізнатися більше, слід відвідати лабораторію біоінспірованих та медичних робототехнічних систем.
