ساخت یک ربات نرم جدید با توانایی تغییر شکل و حرکت

محققان به تازگی یک ربات نرم جدید ساخته‌اند که می‌تواند مانند کرم بخزد، از کابل‌ها بالا برود و به سرعت شکل خود را تغییر دهد.

به گزارش تک‌ناک، ربات‌های نرم اغلب انعطاف‌پذیر هستند، اما برای حرکت دقیق به سیستم‌های پیچیده‌ای نیاز دارند. محققان برای حل این مشکل، از ساختار SIMM استفاده کرده‌اند. این ساختار به ربات اجازه می‌دهد که با یک منبع هوای ساده، به سرعت تغییر شکل دهد و حرکت کند. این طراحی نیاز به ورودی‌های متعدد را کاهش داده و کنترل حرکت را بهبود بخشیده است.

تیم تحقیقاتی دانشگاه ملی سئول معتقد است که این نوآوری، رویکرد جدیدی در رباتیک نرم ارائه می‌کند، که به ربات‌ها امکان انطباق و تحرک بیشتر در محیط‌های مختلف را می‌دهد. این فناوری می‌تواند در کاربردهایی مانند: جراحی‌های کم‌تهاجمی و عملیات جست‌وجو و نجات مورد استفاده قرار گیرد.

امروزه ربات‌های نرم به دلیل توانایی تعامل انعطاف‌پذیر با محیط‌های پیچیده، توجه زیادی را به خود جلب کرده‌اند. با وجود این، کنترل دقیق حرکت آنها هنوز چالش‌برانگیز است. طراحی‌های معمولی به دلیل نیاز به قطعات سخت و عملگرهای متعدد، انعطاف‌پذیری را محدود می‌کنند و هزینه و وزن سیستم را افزایش می‌دهند.

محققان برای حل این مشکل، از الگوهای اوریگامی (origami) و کیریگامی (kirigami) الهام گرفته‌اند. این روش‌ها با استفاده از تا کردن و برش‌های خاص، امکان تغییر شکل برنامه‌پذیر را فراهم می‌کنند. با وجود این، بسیاری از این روش‌ها هنوز به موتورها و قطعات غیرقابل انعطاف وابسته هستند.

محققان در طراحی جدید، از عملگرهای پنوماتیک (هوایی) استفاده کرده‌اند، که تغییر شکل سریع و چندثباتی را ممکن می‌سازند. این سیستم‌ها انرژی کمتری مصرف می‌کنند و نیازی به ورودی انرژی مداوم ندارند.

ربات جدید با استفاده از مفاهیم اوریگامی و کیریگامی ساخته شده است. این ربات می‌تواند با یک ورودی فشار هوا، حرکات مختلفی انجام دهد. این طراحی نیاز به قطعات اضافی مانند: شیرها و اتصالات مکانیکی را کاهش می‌دهد و وزن و حجم سیستم را کم می‌کند، همچنین کارایی سیستم را افزایش می‌دهد.

محققان با ترکیب ماژول‌های مختلف، ربات‌هایی طراحی کرده‌اند که می‌توانند روی سطوح مختلف حرکت کنند، از کابل‌ها بالا بروند و اشیا را به روش‌های غیرمعمول بگیرند. این نوآوری، صنعت رباتیک نرم را ساده‌تر کرده و دامنه کاربردهای آن را گسترش داده است.

یکی از ربات‌های ساخته‌شده، مانند کرم خاکی حرکت می‌کند و می‌تواند از کابل‌ها بالا برود. ربات دیگر می‌تواند شکل خود را تغییر دهد و جهت حرکت را عوض کند. این توانایی برای تغییر حالت‌های حرکتی، اولین بار در رباتیک نرم نمایش داده شده و نشان‌دهنده سطح بی‌سابقه‌ای از انطباق‌پذیری و کنترل است.

این فناوری می‌تواند در ربات‌های نجات برای عبور از آوار، ربات‌های پزشکی برای حرکت در بدن انسان و ساختارهای قابل‌ استقرار که نیاز به تغییر شکل دارند، استفاده شود.

جزئیات این تحقیق در مجله Cell Reports Physical Science منتشر شده است.