مهندسان دانشگاه کورنل در ایتاکا، نیویورک، ربات نرمی ساختند که پس از تشخیص آسیب یا جراحت، توانایی ترمیم خود را دارد.
به گزارش تکناک، این تیم به سرپرستی راب شپرد، دانشیار مهندسی مکانیک و هوافضا در دانشگاه کرنل، می خواستند رباتی بسازند که بتواند آسیب را با استفاده از حسگرهای نوری و مواد کامپوزیتی تشخیص دهد. آنها حسگرها و مواد را با هم ترکیب کردند تا ربات نرم خود ترمیم شونده را ایجاد کنند.
ربات می تواند آسیب را شناسایی کرده و آن را درمان کند
محققان این ربات نرم را ساخته اند تا بتواند حتی در صورت آسیب دیدن، مدت بیشتری کار کند. شپرد گفت: آزمایشگاه ما همیشه در تلاش است تا روباتها را بادوامتر و چابکتر بسازد، بنابراین آنها طولانیتر با قابلیتهای بیشتری کار میکنند.
موضوع این است که اگر رباتها را مجبور کنید برای مدت طولانی کار کنند، آسیب زیادی به آنها وارد میشود بنابراین چگونه می توانیم به آنها اجازه دهیم که این آسیب را تعمیر یا با آن مقابله کنند؟
شپرد و تیمش خاطرنشان کردند که ربات ابتدا باید اعلام کند که آسیبی وجود دارد تا بداند که نیاز به تعمیر دارد. او از حسگرهای فیبر نوری قابل کشش آزمایشگاه رباتیک ارگانیک خود برای ساخت ربات های نرم و سایر قطعات ضروری استفاده کرد. سنسورها به روشهای مختلفی استفاده شدهاند، از جمله طراحی پوست ارتجاعی.
چراغ های LED از طریق یک موج بر نوری، (ساختاری برای هدایت نور) فرستاده می شوند. سپس، یک فتودیود نیمه هادی که عبور جریان را امکان پذیر می کند تغییرات در شدت پرتو را تشخیص می دهد تا مشخص کند که چه زمانی ماده تغییر شکل داده یا آسیب دیده است. موج برها همچنان می توانند نور را منتقل کنند حتی اگر سوراخ یا بریده شوند.
تیم تحقیقاتی حسگرها را با یک الاستومر اوره پلی یورتان ترکیب کرد، تا ماده ای انعطاف پذیر ایجاد کند که می تواند پیوندهای هیدروژنی را برای بهبود سریع ترکیب کند و دی سولفید را برای استحکام بیشتر مبادله کند. ادغام این مواد با هم منجر به تولید SHeaLDS یا به عبارت دیگر هدایت نور خود ترمیم شونده برای سنجش پویا شد.
به نمایش گذاشتن SHeaLDS
SHeaLDS در برابر آسیب مقاوم است و می تواند بدون مداخله خارجی بریدگی ها را ترمیم کن. محققان SHeaLDS را در یک ربات نرم نصب کردند تا نحوه عملکرد آن را نشان دهند. این ربات شبیه یک ستاره دریایی چهار پا بود و کنترل بازخورد نیز در آن نصب شده بود.
محققان شش بار یکی از پاهای ربات را سوراخ کردند و هر بار SHeaLDS توانستند آسیب را تشخیص دهد و در مدت زمان یک دقیقه خود را ترمیم کند. پس از تشخیص آسیب، راه رفتن بهطور خودکار با شرایط نرمال تطبیق داده شد. این حالت به یک ربات مستحکم اجازه می دهد که خود را ترمیم کند.
ربات های نرم ادغام شده با هوش مصنوعی برای استفاده در آینده
شپرد گفت: اگرچه این ربات بادوام است، اما شکست ناپذیر نیست. آنها خواصی شبیه به گوشت انسان دارند. شما از سوختن با چیزهایی که اسید یا گرما دارند به صورت کامل بهبود پیدا نمی کنید، زیرا این نوع جراحات باعث تغییر خواص شیمیایی می شود. اما ما میتوانیم کار خوبی برای بهبودی بریدگیها انجام دهیم.
شفرد و تیم تحقیقاتیاش میخواهند SHeaLDS را با الگوریتمهای یادگیری ماشینی ادغام کنند که تجارب عینی را تشخیص میدهند، مانند رباتی که از آسیب نجات پیدا می کند. آنها امیدوارند که ربات آینده همزمان که دارای توانایی های خود درمانی هستند بتواند وظایف بیشتری را نیز انجام دهد. در نهایت، آنها رباتی بسیار بادوام خواهند ساخت که دارای پوست خود ترمیم شونده است، اما از همان پوست برای احساس محیط اطراف خود استفاده می کند تا بتواند کارهای بیشتری را انجام دهد.
