اخیرا محققان طراحی یک ربات نرم را که امکان ناوبری و حرکت مستقل در پیچ و خم های پیچیده را دارد، به پایان رسانده اند.
به گزارش تکناک، شکل نامتقارن این ربات اجازه چرخش های مستقل را به این ربات می دهد و از به دام افتادن آن جلوگیری می کند و راه را برای کاربردهای نوآورانه این ربات نرم هموار می کند.
قبلا محققان یک ربات نرم ساخته بودند که می توانست در پیچ و خم های ساده بدون کمک انسان یا کامپیوتر حرکت کند، و اکنون بر روی آن بیشتر کار کرده اند و آن را ارتقا داده اند و یک ربات نرم بدون مغز ایجاد کرده اند که می تواند در محیط های پیچیده تر و پویا تر حرکت کند.
جی یین، نویسنده این مقاله در مورد این ربات می‌گوید: در تحقیق قبلی‌مان نشان دادیم که ربات نرم ما می‌تواند راه خود را در یک مسیر بسیار ساده با موانع، بپیچد و بچرخد. این ربات نمی‌توانست بچرخد مگر اینکه با مانعی روبرو شود. از نظر عملی این بدان معنی است که ربات گاهی اوقات ممکن است گیر کند و بین موانع موازی به جلو و عقب بپرد.
طراحی نوآورانه و هوش فیزیکی
محققان می گویند: ما یک ربات نرم جدید طراحی کرده‌ایم که می‌تواند به تنهایی بچرخد و این چرخش به آن اجازه می‌دهد راه خود را از طریق پیچ و خم‌های پرپیچ وخم و حتی در اطراف موانع متحرک طی کند. همه این کارها با استفاده از هوش فیزیکی ربات انجام می شود و این ربات توسط کامپیوتر هدایت نمی شود.
هوش فیزیکی به اجسام پویا مانند ربات های نرم اشاره دارد که رفتار آنها به جای اینکه توسط کامپیوتر یا دخالت انسان هدایت شود، توسط طراحی ساختاری و موادی که از آن ساخته شده اند، کنترل می شود.
مکانیسم مواد و حرکت
همانند نسخه قبلی ، ربات های نرم جدید از یک سری الاستومرهای کریستال مایع روبان مانند ساخته شده اند. هنگامی که روبات ها روی سطحی قرار می گیرند که حداقل 55 درجه سانتیگراد است، که این دما گرمتر از هوای محیط است، قسمتی از روبان که با سطح تماس دارد منقبض می شود، در حالی که قسمتی از روبان که در معرض هوا قرار می گیرد در حالت عادی می ماند و منقبض نمی شود. این ساختار یک حرکت چرخشی را القا می کند؛ هرچه سطح گرمتر باشد، ربات سریعتر می چرخد.
با این حال، اگرچه نسخه قبلی ربات نرم دارای طراحی متقارن بود، اما ربات جدید دارای دو نیمه مجزا است. نیمی از ربات به شکل یک نوار پیچ خورده است که در یک خط مستقیم امتداد می یابد، در حالی که نیمی دیگر مانند یک روبان پیچیده تر است که مانند یک راه پله مارپیچ به دور خود می پیچد.
این طراحی نامتقارن به این معنی است که یک سر ربات نیروی بیشتری نسبت به انتهای دیگر به زمین وارد می کند. برای درک طراحی این ربات به یک لیوان پلاستیکی فکر کنید که دهانه آن از پایه آن بازتر است. اگر آن لیوان را روی میز بغلتانید، در یک خط مستقیم نمی‌چرخد و وقتی روی میز حرکت می‌کند، یک قوس ایجاد می‌کند. این مسئله به دلیل شکل نامتقارن آن است.
غلبه بر محدودیت های طراحی
یائو ژائو، نویسنده اول این مقاله می گوید: مفهوم ربات جدید ما نسبتاً ساده است. در واقع این ربات به دلیل طراحی نامتقارن آن، بدون نیاز به تماس با جسم می چرخد. بنابراین اگرچه این ربات هنگام تماس با یک جسم تغییر جهت می دهد که اصلا همین مسئله به آن اجازه می دهد در پیچ و خم ها حرکت کند، اما نمی تواند بین اجسام موازی گیر کند. در عوض توانایی آن برای حرکت در قوس به آن اجازه می‌دهد اساساً راه خود را آزادانه ادامه دهد.
محققان توانایی طراحی این ربات نرم نامتقارن را برای حرکت در پیچ و خم های پیچیده تر از جمله پیچ و خم های با دیوارهای متحرک و قرار گرفتن در فضاهای باریک تر از اندازه بدن خود نشان دادند. محققان طرح جدید ربات را هم بر روی سطح فلزی و هم بر روی ماسه آزمایش کردند.
یین می‌گوید: این کار گام دیگری به جلو در کمک به ما برای توسعه رویکردهای نوآورانه برای طراحی ربات‌های نرم است، به‌ویژه برای کاربردهایی که ربات‌های نرم قادر به برداشت انرژی گرمایی از محیط خود هستند.
