نسل جديد ربات‌هاي نرم در راه است

 

پررنگ‌ترين و دم‌دست‌ترين تصاويري كه از ربات به ذهن ما خطور مي‌كند، ماشين‌افزارهاي معروفي در هيات T-800 (ترميناتور) يا C-3PO (آدم ماشيني جنگ ستارگان) است، اما ربات‌ها براي اين كه ربات باشند، احتياجي به هيبت فلزي درخشان و حركات خشك و ماشيني ندارند. اگر بخواهيم از چشم برخي محققان دانش رباتيك به قضيه نگاه كنيم، بعضي ربات‌ها حتي مي‌توانند به تمام معنا نرم و منعطف باشند.طبيعت پر از مثال‌هايي از كاركردپذيري، بدون هر گونه بخش‌هاي سفت و سخت و انعطاف‌ناپذير است. مثلا در اختاپوس ـ كه از طريق يك دهانه تنگ و محكم عمل فشردن و له كردن را انجام مي‌دهد ـ يا گياهي مثل ونوس حشره‌گير ـ كه حشره بي‌خبري را با قاپ زدن و بستن فوري تله‌اش شكار مي‌كند ـ از چفت و بست و فنر و مدارات متداول در پيكر ماشين‌افزارهاي هوشمند خبري نيست.به اين ترتيب ربات‌هاي نرم مي‌توانند از انواع گوناگون لاستيك يا سيليكون ساخته شوند. يكي از محققان دانشگاه هاروارد، يك ربات چنگ‌زن لاستيكي نرم را طراحي كرده كه مي‌تواند تخم‌‌مرغي خام يا موشي را بدون وارد كردن صدمه بردارد. اين ابزار چنگ‌زن يك ستاره كوچك شش نوكي ساخته شده از دو نوع لاستيك است كه يكي نرم‌تر و توسعه‌پذيرتر از ديگري است. هوا را مي‌توان از طريق لوله كوچكي به درون ريز كانال‌هاي موجود در وسيله پمپاژ كرد. زماني كه هوا به درون دستگاه رانده مي‌شود، لاستيك نوع نرم‌تر بيشتر كشيده مي‌شود و خميدگي و انحناهاي بيشتري به بار مي‌آورد. اين ربات ستاره‌اي روي تخم‌مرغ خم مي‌شود و به قدري كه بتواند بلندش كند، آن را سفت و محكم برمي‌دارد، نه آنقدر سفت كه باعث شكستن تخم‌مرغ شود.محققاني كه در زمينه ماشين‌افزارهاي نرم كار مي‌كنند، حوزه رباتيك نرم را نوپا و جوان مي‌دانند و معتقدند پژوهشگران نيازمند يافتن جايگزيني براي پمپ‌هاي هوا به منزله روشي براي كنترل اين قبيل ادوات رباتيك هستند. از طرفي ربات‌ها نيز نيازمند روش‌هايي براي حس كردن موقعيت‌شان هستند. در همين رابطه يكي از گزينه‌هاي مطرح شده، استفاده از ريزسيالات بويژه ريزكانال‌هاي پر شده از مايع در داخل غشايي از لاستيك است. به طور نمونه مي‌توان سوژه دم‌دست و ساده‌اي مثل آب نمك را مثال زد كه به ريز مجراهاي درون افزار مربوط خاصيت رسانايي مي‌بخشد و به همين سادگي آن را به وسيله‌اي الكترونيكي بدل مي‌كند. البته سيالات ديگري هم براي كار در اين زمينه وجود دارند كه مثال آن مي‌تواند گالينستاين باشد. آلياژي از گاليم، اينديوم و قلع كه در دماي معمولي به صورت مايع است و يك ميليون برابر محلول نمك رسانايي دارد كه از اين بابت با مفتول مسي قابل قياس است.

‌انعطاف‌پذيري و شيوه متفاوت حركت ربات‌هاي نرم نسبت به اجداد سخت پيكرشان مي‌تواند مسير كاملا جديدي را به محققان دانش رباتيك پيشكش كند

از آنجا كه خم شدن يا كش آمدن چنين مداري، موجب تغيير شكل كانال ريزسيال مي‌شود، رسانايي مدار را نيز تغيير مي‌دهد و از اين‌رو، تغيير تناوبي سيگنال الكتريكي در حال گذر از آن را در پي دارد. محصول كار چيزي است كه همانند يك مدار بسط يافتني و كشش پذير كاركرد خواهد داشت. چنين افزاري مي‌تواند مانند حسگري عمل كند كه فاكتورهايي همچون كشش، فشار يا انحنا را اندازه‌گيري مي‌كند. وسيله مزبور حتي مي‌تواند به عنوان يك آنتن كشسان استفاده شود كه نمونه‌اي از آن اخيرا از سوي گروهي از محققان دانشگاه ايالتي كاروليناي شمالي نمايش داده شد.محققان حوزه رباتيك و ماشين افزارهاي نرم معتقدند، دستگاه‌هاي نرم و منعطف استفاده راحتي براي انسان خواهند داشت و حقيقتا امكان پوشيدن آنها براي افراد فراهم مي‌شود. به عنوان نمونه محققان چشمداشت حسگري را دارند كه روي انگشت يا مفصل ديگري پوشيده مي‌شود و حركت بدن را پايش مي‌كند. در نمونه‌اي ديگر، مدارهاي نرمي مي‌توان ساخت كه به صورت يكپارچه و آميخته با منسوجات و پوشاك هستند و يك صفحه كليد پوشيدني يا ساير پوشاك هوشمند را به وجود مي‌آورند.با اين اوصاف، طيف متنوعي از ادوات و وسايل را مي‌توان با رويكرد به ماشين افزارهاي نرم و منعطف ارائه كرد. شايد يك ربات در هيات محصولي دو رگه و تركيبي از بخش‌هاي سخت و نرم ظاهر شود و ضمن اجراي برخي كاركردهاي زمخت و متداول ربات‌هاي فعلي، به كار دستكاري سوژه‌هاي ظريف و نرم هم بيايد.

گروهي از محققان مشغول ساخت ربات چهار اندامي با توانبخشي هوايي هستند كه در امتداد مسيري تعيين شده مي‌خزد يا خودش را خم مي‌كند و پيچ و تاب مي‌دهد تا مناسب عبور از دهانه‌اي تنگ و باريك شود. محققان همچنين سرگرم بررسي اين نقش هستند كه سبك‌هاي مختلف خراميدن و راه رفتن مي‌تواند به ربات‌ها اجازه حركت و جابه‌جايي در سرعت‌هاي مختلف بدهد. در حالي كه ساخت و پرداخت بخش‌هاي نرم و انعطاف‌پذير اين گونه ربات‌ها كاري دشوار و متفاوت به نظر مي‌رسد، ولي محققان ساخت آنها را آسان مي‌دانند. به طور مثال، محققان آزمايشگاه دانشگاه هاروارد از يك چاپگر سه بعدي براي ساخت يك قالب مدل استفاده مي‌كنند. آنها معتقدند با انتخاب موادي كه خواص مكانيكي درست و بجا دارند، امكان ارائه ادوات و افزارها در اندازه‌هاي گوناگون ميسر خواهد شد.با اين اوصاف، از انعطاف پذيري و كشساني ربات‌هاي نرم گرفته تا شيوه متفاوت حركت و جابه‌جايي‌شان نسبت به ماشين افزارهاي مبتني بر مفاصل و تكيه‌گاه‌ها، همه اين شيوه‌هاي متمايزكننده ربات‌هاي نرم نسبت به اجداد سخت پيكرشان مي‌تواند مسير كاملا جديدي را براي كشف و جستجو به محققان دانش رباتيك پيشكش كند كه صدالبته طبيعت الهام‌بخش بسياري از اين اكتشافات خواهد بود. پس انتظار دوري نخواهد بود كه از دامن اين دانش و فناوري نوپا، شاهد تولد نسلي تازه از ربات‌هاي چند كاره، چند بعدي و تطبيق‌پذيرتر باشيم؛ ربات‌هاي جديدي كه شيوه‌هاي تازه‌اي از اجراي ماموريت‌هاي سخت و پيچيده را تقديم ما خواهند كرد.





تاريخ : جمعه 6 مرداد 1391برچسب:, | | نویسنده : مقدم |