תוכן העניינים[להתחבא][הופעה]
מה עולה לך בראש כשאתה שומע את המילה "רובוטיקה"? רוב האנשים יכלו לדמיין מכונה מתכתית שפועלת על חשמל. בעוד שהתקדמויות רבות נעשות כדי להשיג את סוגי הרובוטים הנפוצים במדע בדיוני, יש ענף נוסף של רובוטיקה שעשוי להפתיע אותך.
בשנים האחרונות חלה עלייה בעניין ברובוטיקה בעלת גוף רך. ניתן להשיג סוגים אלה של רובוטים בדרכים שונות. עם זאת, הנושא המשותף הוא השימוש בחומרים אלסטיים ליצירת רובוטים שהם גם בטוחים וגם ניתנים להתאמה במגוון הקשרים.
רובוטים מסורתיים בעלי גוף קשיח, כמו מה שאתה עשוי למצוא במפעל חצי אוטומטי, לרוב אינם מתאימים היטב לסביבות מסוימות. רובוטים מסוג זה מסתמכים בדרך כלל על תנועות ואלגוריתמים מדויקים כדי למנוע התנגשויות. החומר המשמש עלול להפוך אותו למסוכן גם כאשר משתמשים בו בקרבת בני אדם.
ישנן מעבדות מחקר רבות ברחבי העולם שמנסות ליצור את הרובוט האידיאלי לגוף רך.
בבלוג זה, נסקור את הפיתוח האחרון של האוניברסיטה הסינית של הונג קונג - מה שנקרא רובוט רפש מגנטי. כמו כן, נחקור את היישומים המעשיים של הטכנולוגיה החדשה ואת המגבלות הנוכחיות שלה.
מהי רובוטיקה רכה?
רובוטיקה רכה הוא תת-תחום של רובוטיקה שמטרתו לתכנן ולפתח רובוטים המורכבים מחומרים תואמים.
למה אנחנו מתכוונים בציות? המונח "תואם" בהנדסת מכונות מתייחס לסוג של מנגנון המשיג תנועה באמצעות דפורמציה אלסטית. זה בניגוד לגופים הנוקשים הטיפוסיים שאתה עשוי לראות ברובוטים הנוכחיים.
בעוד רובוטים בעלי גוף קשיח רבים משתמשים ברכיבים רכים באופן אסטרטגי, מחקר ברובוטיקה רכה מכוון בדרך כלל למכונה רכה לחלוטין.
אתה אולי תוהה איך רובוט רך ינוע. החוקרים נאלצו לתכנן דרכים חדשות לשלוט ברובוטים רכים ללא מסגרת המתכת הנפוצה ברובוטים נוקשים רבים.
כמה חוקרים משתמשים בכוח אלקטרוסטטי כדי לשנות את צורתם של חומרים. רובוטים רכים אחרים משתמשים בפולימרים מיוחדים שיכולים לשנות צורה כאשר חום מוכנס לחומר. חומרים אלו יזכרו את צורתם המקורית גם לאחר שינויים רבים בטמפרטורה.
שימוש בהפעלה מגנטית
חוקרים בחנו גם יצירת רובוטים רכים המופעלים מגנטית. חוקרים מהאוניברסיטה הסינית בהונג קונג הם חלוצי א צורה חדשה של רובוטים בעלי גוף רך שמשתמשים במגנטים כדי לשלוט ברובוט "רפש" שאינו מבוסס נוזלים.
החוקרים ניסו להשתמש בסוג שונה של חומר ממחקר קודם על רובוטים מגנטיים בעלי גוף רך.
מחקר קודם השתמש בסיליקון או פרונוזל שהגיעו עם המגבלות שלהם. לרובוטים רכים על בסיס אלסטומר או סיליקון הייתה יכולת עיוות מוגבלת בעוד ש-ferrofluid נחשב לא יציב מדי עבור מקרי שימוש רבים.
החוקרים מהונג קונג יצרו רפש העשוי מתערובת של אלכוהול פוליוויניל (PVA) ובורקס. בנוזל מעורבבים חלקיקים מגנטיים זעירים שאפשרו לחוקרים לתפעל את הנוזל באמצעות שדה מגנטי.
לנוזל הלא ניוטוני היו תכונות ריפוי עצמיות שאפשרו לרובוט להתחבר לחלקים נפרדים אחרים ולהתאחד לכדי שלם.
יישומים ומגבלות
יכולתו של הרובוט לנווט בערוצים צרים הובילה לכמה אפשריות יישומים בתחום הבריאות.
לדוגמה, רובוט הרפש יכול להיבלע על ידי אדם ולהשתמש בו כדי לחלץ חפצים מזיקים ללא שימוש בניתוח.
החוקרים גם הראו במאמרם שהנוזל המשמש גם הוא מוליך. המשמעות היא שהרפש המגנטי יכול לשמש כמתג מעגל ואולי כאמצעי לתיקון מעגלים פגומים.
הרפש המגנטי יכול לשמש כחיישן תנועה שיכול להסתגל לכיפוף ולסביבות מכניות דינמיות.
למרות שהם מבטיחים, כל היישומים הללו הם עדיין הצעות במקרה הטוב ויצטרכו לעשות מחקר נוסף כדי לשפר עוד יותר את ביצועי רובוט הרפש.
החוקרים ציינו כי הרפש עצמו רעיל וכרגע אינו מתאים לשימוש בגוף האדם. החלקיקים המגנטיים השולטים ברפש הופכים את רובוט הרפש לרעיל. החוקרים היו צריכים להוסיף שכבה של ציפוי סיליקה כדי להפוך את הרפש בטוח לשימוש.
סיכום
תחום הרובוטיקה הרכה עדיין חדש יחסית, אבל כבר מראה הרבה הבטחות. השימוש הפוטנציאלי ברובוטים בעלי גוף רך ביישומים רפואיים וכירורגיים עלול להוביל לחיים נוספים. הרעיון של רובוטים רכים לבישים יכול לעזור לאנשים עם מוגבלויות.
אפילו נדהמתי מכך שמדענים של נאס"א התחילו לעשות זאת לפתח רובוטים בעלי גוף רך כדי לעזור לאסטרונאוטים להישאר בטוחים במהלך המסלול.
יש לקוות שמחקר נוסף יפתח את מלוא הפוטנציאל של רובוטיקה בעלת גוף רך בעולם שבו בני אדם נתנו יותר ויותר אמון במכונות.
מה אתה חושב על עתיד הרובוטיקה הרכה?
השאירו תגובה