ربات های نرم توانایی تغییر ساختار خود را دارند، اما به دلیل موادی که با آن ساخته شده اند، میتوانند به راحتی آسیب ببینند. ولی اخیرا مهندسان دانشگاه کرنل نیویورک، ربات نرمی را ساختند که پس از تشخیص آسیب یا جراحت، توانایی بهبود خود را دارد.
به گزارش ایسنا به نقل از آی ای، این تیم به رهبری راب شپرد، دانشیار مهندسی مکانیک و هوافضا در مهندسی دانشگاه کرنل، می خواستند رباتی بسازند که بتواند آسیب را با استفاده از حسگرهای نوری و مواد کامپوزیتی تشخیص دهد. آن ها حسگرها و مواد را با هم ترکیب کردند تا ربات نرم خودترمیم شونده را بسازند.
محققان این ربات نرم را بگونه ای ساخته اند که حتی اگر آسیب دیده باشد، بتواند مدت بیشتری کار کند. شپرد گفت: آزمایشگاه ما همیشه در تلاش است تا ربات ها را بادوام تر و چابک تر بسازد تا آنها بتوانند طولانی تر کار کنند و قابلیت های بیشتری داشته باشند. موضوع این است که اگر ربات ها را مجبور کنید برای مدت طولانی کار کنند، آسیب زیادی به آن ها وارد می شود. بنابراین چگونه می توانیم به آن ها اجازه دهیم که این آسیب را تعمیر یا با آن مقابله کنند؟
شپرد و تیمش خاطرنشان کردند که ربات ابتدا باید تشخیص دهد که آسیبی وجود دارد تا بداند که نیاز به تعمیر دارد. آن ها از حسگرهای فیبر نوری قابل کشش آزمایشگاه رباتیک ارگانیک خود برای ساخت ربات های نرم و سایر قطعات ضروری استفاده کردند. حسگرها به روش های مختلفی از جمله در طراحی پوسته قابل کشش استفاده شده اند.
نورهای led از طریق یک موجبر نوری، (ساختاری برای هدایت نور) ارسال می شوند. سپس، یک فتودیود تغییرات در شدت این پرتو را تشخیص می دهد تا مشخص کند که چه زمانی این ماده تغییر شکل داده یا آسیب دیده است. موجبرها حتی اگر سوراخ یا بریده شده باشند، همچنان میتوانند نور را از خود عبور دهند.
این تیم تحقیقاتی حسگرها را با یک الاستومر اوره پلی یورتان ترکیب کرد. ادغام این مواد با هم به توسعه SHeaLDS منجر شد. SHeaLDS یک راهنمای نوری خودترمیم شونده برای حسگر پویا است.
SHeaLDS در برابر آسیب مقاوم است و میتواند از بریدگی ها بدون دخالت خارجی خود ترمیم شود. محققان SHeaLDS را در یک ربات نرم نصب کردند تا نحوه عملکرد آنرا نشان دهند. این ربات شبیه یک ستاره دریایی چهار پا بود و کنترل بازخورد نیز در آن نصب شده بود.
محققان یکی از پاهای ربات را ۶ بار سوراخ کردند که هر بار توانست آسیب را تشخیص دهد و خود را ترمیم کند. فقط یک دقیقه طول کشید تا ربات خودش را ترمیم کند. همچنین می توانست راه رفتن خود را بطور خودکار پس از احساس آسیب تطبیق دهد.
اگرچه این ربات بادوام است، اما کاملاً نشکن نیست. شپرد گفت: آن ها خواصی مشابه جسم انسان دارند. شما در اثر سوختن یا چیزهایی که اسید یا گرما دارند، خوب نمی شوید، زیرا این خواص شیمیایی را تغییر می دهد. اما ما می توانیم کار خوبی برای بهبودی بریدگی ها انجام دهیم.
آن ها امیدوارند که ربات در آینده دارای توانایی های خود درمانی باشد، اما بتواند وظایف بیشتری را نیز انجام دهد. در نهایت، آن ها رباتی بسیار بادوام خواهند ساخت که دارای پوست خودترمیم شونده است، اما از همان پوست برای احساس محیط اطراف خود استفاده می کند تا بتواند کارهای بیشتری را انجام دهد.
یافته های این مطالعه در مجله "Science Advance" منتشر شد.
- 17
- 2
