Phỏng vấn
Tiến sĩ David Zarrouk, Giám đốc Phòng thí nghiệm Robot Y sinh và Robotics – Loạt phỏng vấn
David là một Giảng viên cao cấp (giáo sư trợ lý) tại Bộ phận ME của Đại học Ben Gurion của Negev, và là giám đốc của Phòng thí nghiệm Robot Y sinh và Robotics. Các lĩnh vực quan tâm của ông bao gồm sinh học, hệ thống millisystems, robot thu nhỏ, tương tác linh hoạt và trượt, robot không gian, cơ chế dưới hoạt động và tối thiểu hoạt động và động học lý thuyết.
Điều gì đã thu hút bạn đến lĩnh vực robot từ đầu?
Từ khi còn nhỏ, tôi luôn bị thu hút bởi máy móc. Tôi luôn cố gắng xây dựng chúng và sau khi tốt nghiệp với bằng Cử nhân Cơ khí, tôi đã rất hào hứng khi có thể tập trung vào việc phát triển robot tại Đại học Ben-Gurion của Negev có thể chui vào bên trong cơ thể.
Bạn có bằng Tiến sĩ về robot y sinh. Những loại ứng dụng robot y sinh nào đã khiến bạn hào hứng nhất?
Bất kỳ ứng dụng nào liên quan đến độ chính xác có thể được lập trình đều là một ứng viên tiềm năng cho giải pháp robot. Hai robot tôi đã làm việc trong quá khứ liên quan đến những robot chui vào bên trong cơ thể và thực hiện phẫu thuật não bằng kim.
Một robot bạn tạo ra được gọi là The Flying Star, một robot lai Crawling và Flying. Sự truyền cảm hứng đằng sau robot này là gì?
Cơ chế lan tỏa của robot STAR được truyền cảm hứng từ côn trùng nhưng bao gồm bánh xe, kết hợp lợi thế của sinh vật truyền cảm hứng sinh học và xe có bánh xe.
Những thách thức nào đằng sau việc xây dựng The Flying Star?
The Flying STAR không phải là một quadcopter thông thường vì nó thay đổi hướng của cánh, ảnh hưởng đến động lực học điều khiển tổng thể. Các biến thiết kế khác nhau là thách thức ở đầu và chuyển đổi giữa chế độ bay và lái xe yêu cầu các bộ phận độc đáo mà chúng tôi phải tự phát triển.
Tôi ấn tượng với sự đa năng của The Flying Star, nó có thể tránh chướng ngại vật, chui dưới chúng, bay trên cao chúng, v.v. Bạn có thể thảo luận về cách The Flying Star đưa ra quyết định về chế độ vận chuyển nào để sử dụng? Làm thế nào nó chọn để chui dưới một vật thể hoặc bay qua?
The flying STAR ban đầu được thiết kế cho mục đích tìm kiếm và cứu hộ và cho việc giao hàng cuối cùng. Chúng tôi đang phát triển các thuật toán để xác định khi nào nên bay hoặc lái xe dựa trên khoảng cách và yêu cầu năng lượng nhưng cũng dựa trên hình dạng của chướng ngại vật. Thuật toán quyết định, vẫn đang được phát triển, sẽ dựa trên bản đồ camera của khu vực xung quanh. Nếu một khoảng trống đủ cao để chui dưới nó, FSTAR sẽ đơn giản lái xe qua nó. Nếu không, nó sẽ bay. Một người vận hành có thể vẫn cần thiết trong không gian bị giới hạn (như đống đổ nát).
Ấn tượng đầu tiên của tôi khi xem video về Robot Theo dõi Liên tục Reconfigurable, là rằng với một máy ảnh ở đầu nó sẽ hoàn hảo cho tìm kiếm và cứu hộ. Những trường hợp sử dụng nào bạn hình dung cho robot như vậy?
Robot theo dõi liên tục reconfigurable được phát triển chủ yếu cho mục đích tìm kiếm và cứu hộ trong địa hình khó khăn như đống đổ nát. Nhưng nó cũng có thể được sử dụng cho các ứng dụng khác như khai thác, nông nghiệp và chui vào ống cho bảo trì công nghiệp.
Một trong những dự án trước của bạn là SAW, một Robot Theo dõi Liên tục Reconfigurable. Sự truyền cảm hứng đằng sau robot này là gì?
Robot SAW (single actuator wave) ban đầu được truyền cảm hứng từ sinh vật sinh học thu nhỏ, những sinh vật này bơi bằng cách uốn cong đuôi. Việc tạo ra robot này rất thách thức. Mặc dù các phương trình cho thấy một động cơ đơn lẻ là cần thiết để phát triển chuyển động sóng, việc thực hiện chuyển động này về mặt cơ học không đơn giản. Tôi đã tìm thấy giải pháp khi tôi đang giảng dạy khóa Thiết kế Cơ khí và nhận ra rằng hình chiếu bên của một lò xo là một hàm sine tiến khi lò xo được quay
Làm thế nào nhỏ bạn có thể làm cho SAW? Có thể có một robot tương tự về kích thước trong tương lai có thể được sử dụng để đi vào bên trong cơ thể con người?
Mục đích chính của robot SAW là chui vào bên trong cơ thể. Thiết kế mới nhất của chúng tôi có kích thước nhỏ hơn 1,5 cm và nó có thể chui vào ruột của lợn (ex-vivo). Hiện tại, chúng tôi đang tìm kiếm tài trợ để phát triển các robot nhỏ hơn để chui vào hệ tiêu hóa. Chúng tôi tin rằng điều này rất có thể.
Một trong những quan sát mà tôi đã thực hiện từ các robot của bạn là nhiều trong số chúng dựa trên sự đơn giản. Bạn có cố ý cố gắng tối giản khi nói đến số lượng thành phần hoạt động trong bất kỳ robot nào?
Chúng tôi tuân theo logic của sự đơn giản. Một câu nói được cho là của Albert Einstein nói rằng “Mọi thứ nên đơn giản nhất có thể nhưng không đơn giản hơn”. Số lượng thành phần nhỏ hơn có nghĩa là độ tin cậy tốt hơn, tuổi thọ làm việc dài hơn, mật độ năng lượng cao hơn và làm cho nó dễ dàng giảm kích thước của robot.
Hiện tại bạn đang làm việc trên gì?
Trong phòng thí nghiệm của tôi tại Đại học Ben-Gurion, chúng tôi hiện đang làm việc trên nhiều dự án, bao gồm mô hình hóa robot có thể chui vào bên trong cơ thể, robot nối tiếp cho các ứng dụng nông nghiệp và một số robot tìm kiếm và cứu hộ nhỏ.
Có gì khác mà bạn muốn chia sẻ với độc giả của chúng tôi?
Tôi khuyến khích mạnh mẽ phụ huynh và trẻ em tham gia vào mechatronics/robotics. Với công nghệ ngày nay, có thể mua các thành phần thân thiện với người dùng (máy in 3D, bộ điều khiển arduino, động cơ, cảm biến, v.v.) với chi phí thấp và lập trình chúng với các tài nguyên có sẵn tại nhà. Nó có thể là một hoạt động thú vị cho cả gia đình (đặc biệt là trong thời gian này khi chúng tôi chủ yếu ở nhà). Tôi cũng khuyến khích trẻ em tham gia vào khoa học và sử dụng máy tính cho mục đích giáo dục (không chỉ chơi game).
Cảm ơn bạn đã phỏng vấn. Tôi thực sự thích học về cách tiếp cận độc đáo của bạn trong việc thiết kế robot thực sự sáng tạo. Độc giả muốn tìm hiểu thêm nên truy cập Phòng thí nghiệm Robot Y sinh và Robotics.
