فهرست مندرجات[پنهان شدن][نمایش]
با شنیدن کلمه رباتیک چه چیزی به ذهنتان خطور می کند؟ اکثر مردم یک ماشین فلزی را تصور می کنند که با برق کار می کند. در حالی که پیشرفتهای زیادی برای دستیابی به انواع روباتهایی که معمولاً در داستانهای علمی تخیلی دیده میشوند در حال انجام است، شاخه دیگری از رباتیک وجود دارد که ممکن است شما را شگفتزده کند.
در چند سال گذشته شاهد افزایش علاقه به روباتیک با بدن نرم بودیم. این نوع ربات ها به روش های مختلفی قابل دستیابی هستند. با این حال، موضوع رایج استفاده از مواد الاستیک برای ایجاد ربات هایی است که در زمینه های مختلف هم ایمن و هم سازگار هستند.
ربات های سنتی با بدنه سفت و سخت، مانند آنچه ممکن است در یک کارخانه نیمه خودکار پیدا کنید، اغلب برای محیط های خاص مناسب نیستند. این نوع ربات ها معمولاً برای جلوگیری از برخورد به حرکات و الگوریتم های دقیق متکی هستند. مواد به کار رفته در مجاورت انسان نیز ممکن است آن را خطرناک کند.
آزمایشگاه های تحقیقاتی زیادی در سراسر جهان وجود دارد که در تلاش برای ایجاد یک ربات ایده آل با بدن نرم هستند.
در این وبلاگ، ما نگاهی به توسعه اخیر دانشگاه چینی هنگ کنگ خواهیم داشت – به اصطلاح ربات لجن مغناطیسی. ما همچنین کاربردهای عملی فناوری جدید و محدودیت های فعلی آن را بررسی خواهیم کرد.
نرم رباتیک چیست؟
رباتیک نرم زیر شاخه ای از رباتیک است که هدف آن طراحی و توسعه ربات هایی است که از مواد سازگار تشکیل شده اند.
منظور ما از سازگاری چیست؟ اصطلاح "سازگار" در مهندسی مکانیک به نوعی مکانیسم اشاره دارد که از طریق تغییر شکل الاستیک به حرکت دست می یابد. این برخلاف بدنه های سفت و سختی است که ممکن است در روبات های فعلی مشاهده کنید.
در حالی که بسیاری از رباتهای بدنه سفت و سخت از اجزای نرم به صورت استراتژیک استفاده میکنند، تحقیقات در رباتیک نرم عموماً به دنبال یک ماشین کاملاً نرم است.
ممکن است تعجب کنید که یک ربات نرم چگونه حرکت می کند. محققان مجبور شدند راههای جدیدی برای کنترل رباتهای نرم بدون قاب فلزی رایج در بسیاری از روباتهای صلب ابداع کنند.
برخی از محققان از نیروی الکترواستاتیک برای تغییر شکل مواد استفاده می کنند. سایر ربات های نرم از پلیمرهای ویژه ای استفاده می کنند که می توانند با وارد شدن گرما به مواد تغییر شکل دهند. این مواد حتی پس از تغییرات دمایی زیاد، شکل اصلی خود را به یاد خواهند آورد.
استفاده از فعال سازی مغناطیسی
محققان همچنین به دنبال ایجاد ربات های نرمی هستند که به صورت مغناطیسی فعال می شوند. محققان دانشگاه چینی هنگ کنگ در حال پیشروی هستند شکل جدیدی از ربات های نرم بدن که از آهنربا برای کنترل یک ربات "لزخی" مبتنی بر سیال غیر نیوتنی استفاده می کنند.
محققان سعی کردند از نوع متفاوتی از مواد نسبت به تحقیقات قبلی روی ربات های مغناطیسی با بدن نرم استفاده کنند.
تحقیقات قبلی از سیلیکون یا فروسیال استفاده می کردند با محدودیت هایشان رباتهای نرم مبتنی بر الاستومر یا سیلیکونی قابلیت تغییر شکلپذیری محدودی داشتند در حالی که فروسیال برای بسیاری از موارد استفاده بسیار ناپایدار تلقی میشد.
محققان هنگ کنگی لجن ساخته شده از مخلوط پلی وینیل الکل (PVA) و بوراکس را ایجاد کردند. ذرات مغناطیسی ریز در سیال مخلوط شده اند که به محققان اجازه می دهد سیال را با استفاده از یک میدان مغناطیسی دستکاری کنند.
مایع غیر نیوتنی دارای خواص خود ترمیم شوندگی بود که به ربات اجازه می داد با سایر بخش های جداگانه متصل شود و در یک کل ترکیب شود.
برنامه ها و محدودیت ها
توانایی این ربات برای حرکت از طریق کانال های باریک منجر به برخی موارد ممکن شده است کاربرد در حوزه بهداشت و درمان.
به عنوان مثال، ربات لجن می تواند توسط انسان بلعیده شود و بدون استفاده از جراحی برای استخراج اشیاء مضر استفاده شود.
محققان همچنین در مقاله خود نشان داده اند که سیال مورد استفاده رسانا نیز هست. این بدان معنی است که لجن مغناطیسی می تواند به عنوان یک کلید مدار و احتمالاً به عنوان وسیله ای برای تعمیر مدار آسیب دیده عمل کند.
لجن مغناطیسی می تواند به عنوان یک حسگر حرکتی عمل کند که می تواند با محیط های مکانیکی خمشی و دینامیکی سازگار شود.
در حالی که امیدوار کننده است، همه این برنامه ها هنوز در بهترین حالت پیشنهاد هستند و باید تحقیقات بیشتری برای بهبود عملکرد ربات اسلایم انجام شود.
محققان خاطرنشان کرده اند که لجن به خودی خود سمی است و در حال حاضر برای استفاده در بدن انسان مناسب نیست. ذرات مغناطیسی که لجن را کنترل می کنند، ربات لجن را سمی می کنند. محققان نیاز به افزودن لایه ای از پوشش سیلیکا داشتند تا لجن برای استفاده ایمن باشد.
نتیجه
زمینه رباتیک نرم هنوز نسبتاً جدید است، اما در حال حاضر نویدهای زیادی را نشان می دهد. استفاده بالقوه از ربات های نرم بدن در کاربردهای پزشکی و جراحی می تواند منجر به نجات جان افراد بیشتری شود. ایده روبات های نرم پوشیدنی می تواند به طور بالقوه به افراد دارای معلولیت کمک کند.
من حتی از اینکه دانشمندان ناسا شروع به این کار کرده اند شگفت زده شدم توسعه رباتهایی با بدن نرم برای کمک به فضانوردان در ایمن ماندن در طول مدار.
امیدواریم تحقیقات بیشتر پتانسیل کامل رباتیک با بدن نرم را در دنیایی که در آن انسانها بیشتر و بیشتر به ماشینها اعتماد کردهاند، باز کند.
نظر شما در مورد آینده رباتیک نرم چیست؟
پاسخ دهید