Sisukord[Peida][Näita]
Mis tuleb meelde, kui kuulete sõna "robootika"? Enamik inimesi kujutaks ette metallist masinat, mis töötab elektriga. Kuigi ulmekirjanduses levinud robotitüüpide saavutamiseks tehakse palju edusamme, on veel üks robootika haru, mis võib teid üllatada.
Viimastel aastatel on suurenenud huvi pehme kehaga robootika vastu. Seda tüüpi roboteid saab saavutada erineval viisil. Üldine teema on aga elastsete materjalide kasutamine robotite loomiseks, mis on nii ohutud kui ka erinevates kontekstides kohandatavad.
Traditsioonilised jäiga kerega robotid, nagu need, mida võite leida poolautomaatsest tehasest, ei sobi sageli teatud keskkondadesse. Seda tüüpi robotid toetuvad kokkupõrgete vältimiseks tavaliselt täpsetele liikumistele ja algoritmidele. Kasutatav materjal võib muuta selle ohtlikuks ka siis, kui seda kasutatakse inimeste läheduses.
Maailmas on palju uurimislaboreid, mis püüavad luua ideaalset pehmete kehadega robotit.
Selles blogis heidame pilgu Hiina Hongkongi ülikooli hiljutisele arendusele – nn magnetilise lima robotile. Samuti uurime uue tehnoloogia praktilisi rakendusi ja selle praegusi piiranguid.
Mis on pehme robootika?
Pehme robootika on robootika alamvaldkond, mille eesmärk on kavandada ja arendada nõuetele vastavatest materjalidest koosnevaid roboteid.
Mida me mõtleme järgimise all? Mõiste "ühilduv" viitab masinaehituses teatud tüüpi mehhanismile, mis saavutab liikumise elastse deformatsiooni kaudu. See on vastupidine tüüpilistele jäikadele kehadele, mida praegustes robotites võib näha.
Kui paljud jäiga kehaga robotid kasutavad pehmeid komponente strateegiliselt, siis pehme robootika uuringute eesmärk on üldiselt täielikult pehme masin.
Võib-olla mõtlete, kuidas pehme robot liiguks. Teadlased pidid välja töötama uusi viise pehmete robotite juhtimiseks ilma paljudes jäikades robotites levinud metallraamita.
Mõned teadlased kasutavad materjalide kuju muutmiseks elektrostaatilist jõudu. Teised pehmed robotid kasutavad spetsiaalseid polümeere, mis võivad materjali soojuse sissetoomisel kuju muuta. Need materjalid jätavad oma esialgse kuju meelde ka pärast paljusid temperatuurimuutusi.
Magnetkäivituse kasutamine
Teadlased on uurinud ka magnetiliselt käitatavate pehmete robotite loomist. Hiina Hongkongi ülikooli teadlased on teedrajavad a pehme kehaga robotite uus vorm mis kasutavad magneteid mitte-Newtoni vedelikupõhise limaroboti juhtimiseks.
Teadlased proovisid kasutada teist tüüpi materjali kui varasemad magnetiliste pehmekehaliste robotite uuringud.
Varasemates uuringutes kasutati silikooni või ferrofluidi oma piirangutega. Elastomeeripõhistel või silikoonist pehmetel robotitel oli piiratud deformeeritavus, samas kui ferrofluidi peeti paljude kasutusjuhtude jaoks liiga ebastabiilseks.
Hongkongi teadlased lõid polüvinüülalkoholi (PVA) ja booraksi segust valmistatud lima. Vedelikusse on segatud pisikesed magnetosakesed, mis võimaldasid teadlastel vedelikku magnetvälja abil manipuleerida.
Mitte-Newtoni vedelikul olid iseparanevad omadused, mis võimaldasid robotil ühenduda teiste eraldiseisvate osadega ja ühineda tervikuks.
Rakendused ja piirangud
Roboti võime kitsastes kanalites navigeerida on viinud mõne võimalikuni rakendusi tervishoiu valdkonnas.
Näiteks võib inimene limarobotit alla neelata ja kasutada kahjulike esemete eraldamiseks ilma operatsioonita.
Teadlased on oma töös ka näidanud, et kasutatav vedelik on samuti juhtiv. See tähendab, et magnetiline lima võib toimida vooluahela lülitina ja võib-olla ka kahjustatud vooluahela parandamise vahendina.
Magnetlima võib toimida liikumisandurina, mis suudab kohaneda painde ja dünaamilise mehaanilise keskkonnaga.
Kuigi kõik need rakendused on paljutõotavad, on parimal juhul siiski ettepanekud ja limaroboti jõudluse edasiseks parandamiseks tuleb teha rohkem uuringuid.
Teadlased on märkinud, et lima ise on mürgine ega sobi praegu inimorganismis kasutamiseks. Magnetosakesed, mis juhivad lima, muudavad limaroboti mürgiseks. Teadlased pidid lisama ränidioksiidi kihi, et muuta lima kasutamine ohutuks.
Järeldus
Pehme robootika valdkond on veel suhteliselt uus, kuid näitab juba palju lubadust. Pehme kehaga robotite potentsiaalne kasutamine meditsiinilistes ja kirurgilistes rakendustes võib päästa rohkem elusid. Kantavate pehmete robotite idee võib potentsiaalselt aidata puuetega inimesi.
Ma olin isegi üllatunud, et NASA teadlased on seda alustanud arendama pehme kehaga robotid, mis aitavad astronautidel orbiidil turvaliselt püsida.
Loodetavasti avab rohkem uuringuid pehme kehaga robootika täieliku potentsiaali maailmas, kus inimesed on masinaid üha enam usaldanud.
Mida arvate pehme robootika tulevikust?
Jäta vastus