بازوی رباتیک جراح یک قدم به واقعیت نزدیک‌ می‌شود

محققان دانشگاه نورث‌ایسترن در تلاشند حرکات تند و نامنظم بازوهای رباتیک را رفع کنند. بدین ترتیب حرکات بازوی رباتیک به اندازه‌ای ملایم و ماهرانه می‌شوند که برای مثال می‌توانند به آرامی تخم‌مرغی را بردارند و یا بشقاب‌ها را بر روی هم قرار دهند. ممکن است روزی فرا برسد که پزشکان بتوانند با تکیه بر نتایج این پژوهش سربازانی که در میادین جنگی مجروح شده‌اند را از راه دور جراحی کنند و یا متخصصان خنثی‌سازی بمب بدون در خطر انداختن جان خود و دیگران،  دستگاه منفجرشونده را منهدم کنند.

در ویدئویی که از سوی این تیم پژوهشی منتشر شده، پژوهشگری را می‌بینیم که یک گیره نگهدارنده به شکل حرف C به دست راست خود پوشیده است و در سمت دیگر، یک بازوی ربات قرار دارد که حرکات دست او را مو به مو تقلید می‌کند. این ویدئو نشان می‌دهد فن‌آوری هیدرولیک که با هدف کاهش اصطکاک طراحی شده بود، به واقعیت نزدیک شده است.

در این ویدئو پژوهشگر دست خود را بالا و پایین می‌برد، به سمت راست و چپ حرکت می‌دهد و آن را از مچ خم می‌کند و بازوی رباتیک این حرکات آرام را تقلید می‌کند. البته مشخص نیست که این پژوهشگر چگونه می‌تواند همان نیروهایی را احساس کند که بازوی مکانیکی در هنگام گرفتن اشیاء احساس می‌کند؛ به عبارت دیگر، مشخص نیست کاربر چگونه می‌تواند زمانی‌که بازوی مکانیکی به دور شی‌ای حلقه می‌زند، بافت شی را احساس کند.

در این پروژه، پژوهشگران بازوی رباتیکی ساختند که از راه دور کنترل می‌شد. جالب این است که در ساخت این بازوی رباتیک از موتورهای سنگینی که به طور معمول در مفصل‌های مچ بازوهای رباتیک سوار می‌شوند، استفاده نشده است. در عوض، این موتورها در قسمت پایین این ماشین نصب شده‌اند.

بازوی رباتیک بدون موتور

به گفته پیتر ویتنی، استادیار مهندسی مکانیک و صنایع در دانشگاه نورث‌ایسترن :« هیچ موتوری در این بازو نصب نشده‌ است و به همین دلیل این بازو نسبت به بازوهای دیگر وزن کمتری دارد. بدیهی است هر چه بازو سبک‌تر باشد، حرکت دادن آن آسان‌تر خواهد بود.»

پیشرفت‌های مهندسی که این پژوهشگران بدان نائل آمده‌اند ظرفیت آن را دارد تا یکی از چالش‌هایی که انسان‌ها همواره در کنترل از راه دور بازوهای رباتیک با آن مواجه بوده‌اند را رفع کند: شناخت محیطی که بازو در آن قرار گرفته است.

طبق توضیحات ویتنی :« درک اینکه ربات در چه جایی قرار دارد، آیا در حال لمس کردن چیزی است یا خیر و یا اینکه تا چه اندازه بر روی شی‌ای که در دست قرار گرفته فشار می‌آورد، دشوار است.» موضوع پژوهش ویتنی طراحی، مواد سازنده، نحوه به کار انداختن و کنترل ربات‌ها است.

به عقیده وی:« تمامی این عوامل بر عملکرد بازوی رباتیک و البته ایمنی آن تأثیر دارند.»

این پژوهشگران با تکیه بر یادگیری ماشین اطلاعاتی لحظه‌ای در مورد میزان فشار وارده به دست می‌آورند.

ویتنی می‌گوید: «زمانی که می‌خواهیم شی‌ای را در دست بگیریم و یا جابه‌جا کنیم، در واقع می‌توانیم از این نیروهای اتصال استفاده کنیم. این نیروها شبیه به نیروهایی (برای مثال سنگینی شی) هستند که عضلات انسان احساس می‌کنند.»

محبوبیت یادگیری ماشین

ویتنی می‌گوید یادگیری ماشین یکی از حوزه‌های پژوهشی محبوب در میان اعضای دانشگاه نورث‌ایسترن است. ویتنی در یکی از پروژه‌های بنیاد ملی علوم با رابرت پِلت، دانشیار مهندسی کامپیوتر و الکترونیک در کالج علوم کامپیوتر کوری همکاری دارد؛ موضوع این پروژه، ربات‌های سبک‌وزنی است که می‌توانند به صورت هدفمند با اشیا ارتباط برقرار کنند.

علاوه بر این، ویتنی با تسکین پادیر، دانشیار مهندسی کامپیوتر و الکترونیک همکاری دارد؛ آن‌ها در این پروژه قصد دارند قابلیت ربات‌هایی که از راه دور کنترل می‌شوند را برای برقراری ارتباط با دوستان و خانوده مطالعه کنند. قرار است این ربات در جمع‌های دوستانه و خانوادگی به عنوان جانشینی مکانیکی حضور داشته باشد. ویتنی می‌گوید، برای مثال، انسان‌ها می‌توانند با تکیه بر این فن‌آوری عزیزان خود را در دوران قرنطینه در آغوش بگیرند.