Sadece Havayla Çalışan, Koşan ve Yüzen Beyinsiz Robot Yapıldı
Bu yumuşak robot aleti, kod satırları yerine hava basıncından ve kendi vücudunun şeklinden başka hiçbir şeyle çalışmıyor.
Hollandalı araştırmacı Alberto Comoretto ve meslektaşları, iki kiloluk bu cihazı yaptılar ve onun bir laboratuvar tezgahında koşturmasını, bir kitabın üzerinden tırmanmasını, ardından bir tanka girip bir terrier gibi kürek çekmesini izlediler.
Johannes Overvelde , basit bir teçhizatın tek bir transistöre ihtiyaç duymadan hareketlerini yere veya suya göre ayarlayabildiğini göstermeye yardımcı oldu.
Hava akışıyla kontrolü yeniden düşünmek
Geleneksel bir robot, ölçen, karar veren ve komut veren dijital bir kontrolöre dayanır, ancak her döngü güç ve zaman harcar.
AMOLF makinesi tüm bu işi pnömatik uzuvlarının fiziğine devrederek, tepki gecikmesini milisaniyelere, parça listesini ise bir pompaya ve dört valfe indiriyor.
Her bir uzuv, yumuşak bir diz şeklinde bükülmüş içi boş bir silikon tüptür; sabit hava akışı, uzunluk boyunca bir kıvrım oluşturur, gevşer, sonra tepede yeniden belirerek ritmik bir tekme oluşturur.
Bu kendi kendine salınım, yaklaşık üç hertz’e ulaşan daha önceki yumuşak robot yürüyüşçülerinden çok daha hızlı olan 300 hertze ulaşıyor .
Çünkü tüm tüpler tek bir hava hattını paylaşır, bir bacaktaki basınç değişimi diğerlerini ortak bir yay bir dizi metronom saatini birbirine bağlar gibi çeker. Sonuç, ücretsiz olarak ortaya çıkan uzuv senkronizasyonudur; hiçbir şeyin bir yürüyüşü hesaplaması gerekmez.
Halı üzerinde, bacaklar sürtünmeye karşı sertleşir, böylece dördü de aynı fazda yere çarpar ve robot ileriye doğru sıçrar.
Suya bırakıldığında sürüklenme kaybolur, faz dönüşümlü bir desene kayar ve aynı gövde şimdi yüzmeye devam eder.
Bu yumuşak robot kendine öğretiyor
Comoretto, ilk olarak bir hava hortumunu sıkıştırırken ve onun şarkı söylediğini duyarken bu etkiyi fark etti. Yüksek hızlı video, 1996 Atlanta Olimpiyatları için icat edilen çırpınan “Fly Guy” şişirilebilir figürlerinin minik bir versiyonu olan kendi basınç dalgasını kovalayan bir kıvrımı ortaya çıkardı.
Yol kenarındaki maskotlar kaotik görünüyor, ancak çırpınışları aynı basınç, eğilme ve gevşeme geri bildirim döngüsünü izliyor.
Boru uzunluğunu, duvar kalınlığını ve büküm açısını kısıtlayarak ekip, bu döngüyü bir danstan bir motora dönüştürdü.
Mühendisler , kıvrım geçtiğinde yer çekiminin her ayağı aşağı itmesi için tüpleri tam doğru eğimde sabitleyen sert bir omurga bastılar. Bir yürüyüş, hızlı bir sıçrama ve yerinde bir karıştırma arasında geçiş yapmak için yazılımı değil akış hızını ayarladılar.
Comoretto, hortumun olasılıklarla dolu olduğunu fark ettiği anı hatırlayarak, “Kendi kendini idame ettiren, periyodik, asimetrik bir hareket gördüğümüz için çok heyecanlanmıştık,” dedi. Uzuvlar onun yardımı olmadan birbirini taklit ettiğinde heyecanı arttı.
Robot önce yürüyor, sonra yüzüyor
İlk testler hortum karmaşası nedeniyle sınırlıydı, bu nedenle tasarım iki bacağa indirildi ve pompa gemiye monte edildi.
Dakikadaki akış 15 standart litreden 1’in altına düştü ve güç çekimi ise çift için sadece 0,12 watt’a düştü.
Bu tutumluluk, robotun cep telefonu büyüklüğünde bir lityum pil taşımasına ve şarjla yarım saat çalışmasına olanak sağladı. Bir röleye bağlanmış iki fotodiyot, ona kaba bir fototaksi hissi verdi ve bir güve veranda lambasını ararken bir el feneri ışınına doğru kaçmasına izin verdi.
“Şimdi bir duvara çarptığında sola dönmeye başlıyor. Suya düşerse geriye doğru yüzmeye başlıyor. Bunu biz düşünmedik – sadece oluyor,” dedi Overvelde.
Akrilik bir duvar yolunu engellediğinde salınımlar çarpıklaşıyor, gövde sola doğru sapıyor ve makine duvarın varlığından bile “habersiz” bir şekilde engelin etrafından dolanıyordu.
Balık tankı denemesinde bacaklar, bir köpek küreğini taklit edecek şekilde çevrildi ve şasi on saniyede üç gövde boyu ileri gitti.
Bu hız, benzer işleri başarmak için mıknatıslara, ısıtıcılara veya yerleşik mikrodenetleyicilere ihtiyaç duyan santimetre ölçeğindeki amfibi botlarla rekabet ediyor.
Daha az güç, daha fazla hareket
Ağırlık bütçesine hâlâ pompalar hakim olduğundan, araştırmacılar pasif valf görevi gören ve her bir boruyu komşusunun egzozuyla ritmik olarak sıkıştıran ince zarlarla deneyler yapıyorlar.
Başarılı olursa pompa bir başparmağa, pil ise bir düğme piline dönüşebilir.
İkinci bir proje, kan basıncıyla senkronize olarak atan yumuşak bir yapay kalp oluşturmak için aynı uzuvları bir silikon kesenin etrafına yerleştiriyor. Overvelde, tıbbi bir implantın “sadece çalışması” gerektiğini ve asla bir aygıt yazılımı yaması beklememesi gerektiğini savunuyor.
Oyuncakların ve demoların ötesinde
Çalışma, silikon zekasını, şekil ve malzemede depolanan kontrol bilgeliği olan somut zekayla değiştiren yeni bir cihaz sınıfına işaret ediyor.
Bu prensip biyolojide de yankı buluyor; omurga refleksleri ve tendon elastikiyeti beynin mikro yönetim yerine planlama yapmasını sağlıyor.
Sert bağlantılardan oluşan endüstriyel alma ve yerleştirme kolları yakında yalnızca hava akışıyla kendi sıkıştırmasını ayarlayan yumuşak tutucularla aynı zemini paylaşabilir.
Arama kurtarma robotları, elektrik kısa devresi riski olmadan molozların arasından geçebilir, daha sonra aynı aktüatörlerle su basmış bir bodrum katında yüzebilir.
Bu yaklaşım aynı zamanda dikenli bir sürdürülebilirlik sorusuna da cevap veriyor. Motorlardan ve devre kartlarından kaynaklanan elektronik atık her yıl artıyor, ancak bir pompa, bir hortum ve geri dönüştürülebilir elastomer daha küçük bir ayak izi bırakıyor.
Uzay için üretilen yumuşak robotlar
Eleştirmenler hava sistemlerinin yüksek irtifalarda ve vakumda zorlandığını belirtiyorlar ancak yazarlar uzay araştırmaları için sıkıştırılmış gazı kimyasal gaz jeneratörleriyle karıştıran hibrit tasarımlar görüyorlar .
Daha ileri çalışmalar, faz kaymalarını ve rezonansı yöneten denklemleri haritalandırarak mühendislerin ihtiyaç duyduklarında tırmanma veya kazma hareketlerini ayarlayabilmelerine olanak tanıyacak.
Yumuşak robotik, on beş yıldan kısa bir sürede, yumuşak oyuncaklardan laboratuvar meraklarına ve pratik araçlara dönüştü.
Basit fiziğin saniyede yüzlerce vuruşluk karmaşık hareketleri düzenleyebileceğini kanıtlayarak Hollandalı ekip, alanı günlük kullanıma uygun hale getirdi.
Bir sonraki kilometre taşı ise güvenilirliktir. Bu, saatlerle değil yıllarla ölçülür. Çünkü kimse her mevsim bir kurtarma robotuna bakmak veya kalp pompasını değiştirmek istemez.
Comoretto’nun yanlışlıkla şarkı söyleyen borusunun da gösterdiği gibi, bazen uzun yaşama giden yol bir tabloyla değil, bir sesle başlar.
Derleyen: Feyza ÇETİNKOL
Kaynak: Sadece Havayla Çalışan, Koşan ve Yüzen Beyinsiz Robot Yapıldı
Gen Terapisi Tek Bir Enjeksiyonla İşitme Yetisini Geri Kazandırdı
/Sadece Havayla Çalışan, Koşan ve Yüzen Beyinsiz Robot Yapıldı/Sadece Havayla Çalışan, Koşan ve Yüzen Beyinsiz Robot Yapıldı