طراحی مغز‌های مایع برای ربات‌های نرم

به گزارش خبرگزاری صدا و سیما به نقل از ادونسد ساینس نیوز، با افزایش تقاضا برای سیستم‌های رباتیک، علاقه به ربات‌های نرم نیز افزایش یافته است. مزیت این ماشین‌های نرم، افزایش توانایی ظریف لمس کردن، جا گرفتن در فضا‌های محدود و قابلیت کار کردن به صورت ایمن در اطراف انسان‌های آسیب‌دیده است.

با این وجود ، ربات‌های نرم هنوز دارای عناصر سفت و سختی هستند که مانع از کاربرد آن‌ها می‌شوند، زیرا این ماشین‌ها همچنان به واحد‌های کنترل حاوی دریچه‌های الکترومکانیکی بزرگ وابسته هستند. این موضوع می‌تواند مقیاس‌پذیری ربات‌های نرم را محدود کند و تحرک آن‌ها را کاهش دهد. این امر به ویژه در مورد ربات‌های نرم که برای پرسه زدن آزادانه طراحی شده‌اند، دشوار است.

این محدودیت باعث شده است تا پژوهشگران، کنترل‌کننده‌های رایانه‌ای و میکروکنترل‌کننده‌های مایع را برای جایگزینی سیستم‌های سفت و سخت در نظر بگیرند.

پژوهش جدیدی که در "دانشگاه هاروارد" (Harvard University) انجام شده است، یک تقویت‌کننده الکترونیکی نرم و مایع را پیشنهاد می‌کند و طراحی، ساخت و تجزیه و تحلیل آن را ارائه می‌دهد؛ به این امید که این تقویت‌کننده الکترونیکی بتواند گامی به سوی ابداع ربات‌های نرم کاملا مستقل با حداقل اجزای سفت باشد. در قلب این طرح، ریزسیالات و رایانه‌هایی قرار دارند که سیگنال‌های الکتریکی انتقال‌یافته را با سیگنال‌های حمل‌شده توسط مایعات تعویض می‌کنند.

پژوهشگران دانشکده مهندسی و علوم کاربردی دانشگاه هاروارد اعلام کردند: به طور سنتی، ما رایانه‌ها را اشیایی می‌پنداریم که سیگنال‌های الکتریکی را پردازش می‌کنند، اما در این پژوهش، از مایعاتی مانند آب برای تامین انرژی رایانه استفاده کرده‌ایم. ما به جای سیم‌های رسانا، از کانال‌های لاستیکی توخالی برای جریان یافتن مایع استفاده کردیم. شبکه‌ای از کانال‌های دارای الگوی استراتژیک می‌تواند به دستگاهی منتهی شود که عملیاتی مشابه آنچه در یک رایانه الکتریکی صورت می‌گیرد، انجام می‌دهد.

 این کار به دانشمندان و مهندسان امکان می‌دهد تا از مواد نرمی استفاده کنند که با مایعات کار می‌کنند و قدرت محاسباتی را در کاربرد‌هایی به وجود آورند که در آنها، به کار بردن مایعات سودمندتر از به کار بردن مواد سفت متکی به برق است.

تقویت‌کننده سیال این گروه پژوهشی، افزایش فشار را تسهیل می‌کند و ورودی‌های جریان و فشار را به محدوده‌ای می‌رساند که برای عملکرد محرک‌های متداول سیال در ربات‌های نرم مناسب است.

کاربرد‌های آینده رایانه‌های سیال و رباتیک نرم، همراه با این واقعیت که میکروسیال در حال تغییر دادن تصویر رایج رایانه به عنوان یک فناوری متشکل از سیم‌های مسی و تراشه‌های سیلیکونی، برای هویا هیجان‌انگیز است.

این گروه تحقیقاتی در حال حاضر روی ادغام عناصر حسگر در رایانه سیال کار می‌کنند تا بتواند به ورودی‌ها پاسخ دهد. آن‌ها می‌خواهند که اگر قرار است یک ربات نرم در را باز کند، وقتی در را احساس کرد، دستگیره را بچرخاند.


این پژوهش، در مجله "Advanced Intelligent Systems" به چاپ رسید.