یک ربات سبک و به اندازه حشره مسیر هزارتو را به چابکی یوزپلنگ طی کرد

مهندسان دانشگاه کالیفرنیا، برکلی، موفق به ساخت یک ربات سبک و با دوام شده‌اند که به دلیل تعدیل نیروهای الکترواستاتیک بین پاها و سطوح کنترل و چالاکی‌ باورنکردنی دارد. این ربات‌های کوچک و در عین حال نیرومند را می‌توان برای عملیات امداد و نجات یا بررسی موقعیت‌های خطرناک، مانند تشخیص نشت گاز، استفاده کرد.

بسیاری از حشرات و عنکبوتیان پاهای چسبنده‌ای دارند که به آن‌ها اجازه می‌دهد تا به سطوح مکان‌هایی که هیچ انسانی جرات رفتن ندارد، بچسبند. به همین دلیل به طرز خارق‌العاده‌ای می‌توانند از دیوارها بالا رفته و وارونه روی سقف راه بروند.

مهندسان دانشگاه کالیفرنیا، برکلی، با الهام از ساختار پای این موجودات، که «چسبندگی الکترواستاتیک electrostatic adhesion» نام دارد، یک ربات سبک به اندازه یک حشره ساختند که می‌تواند به چالاکی یوزپلنگ تغییر مسیر دهد و بچرخد. به این ترتیب این ربات سبک این قابلیت را دارد تا از زمین‌های پرپیچ‌وخم عبور کند و به سرعت موانع غیرمنتظره را دور بزند.

این ربات سبک از ماده‌ای نازک و لایه‌لایه ساخته شده است که با وارد کردن ولتاژ برق خم و منقبض می‌شود. براساس مقاله منتشرشده در سال 2019، تیم پژوهشی نشان دادند که می‌توان این طرح ساده را برای ساخت ربات‌هایی به اندازه سوسک به کار برد، ربات‌هایی که می‌توانند در هر ثانیه با سرعتی به اندازه 20 برابر طول بدن خود (حدود 5/1 مایل در ساعت) یک مسیر صاف را طی کنند. این سرعت تقریبا برابر سرعت سوسک است و سریع‌ترین ربات در بین ربات‌های کوچک به شمار می‌آید.

تیم پژوهشی در تحقیقات جدید خود دو پای دیگر به ربات اضافه کردند. با وارد کردن ولتاژ به هر یک از پاها، نیروی الکترواستاتیک بین پا و سطح افزایش می‌یابد و باعث می‌شود پا محکم‌تر به سطح بچسبد و دیگر قسمت‌های ربات دور آن بچرخند.

مسیر هزارتوی لگو

این دو پای اضافه شده امکان کنترل کامل مسیر ربات را برای اپراتورها فراهم می‌کنند و به ربات امکان می‌دهند تا چرخش خود را با شتاب متمایل به مرکز بیشتری از شتاب حشرات انجام دهد.

لیوی لین، استاد مهندسی مکانیک دانشگاه برکلی و یکی از پژوهشگران این پروژه، درباره ساخت این ربات می‌گوید: «ربات اصلی می‌توانست بسیار سریع حرکت کند، امّا حقیقتاً نمی‌توانستیم چرخش به راست یا چپ را کنترل کنیم و در بیشتر مواقع ربات به صورت تصادفی حرکت می‌کرد زیرا، اگر تغییرات اندکی در تولید ایجاد می‌کردیم و ربات را نامتقارن می‌ساختیم، به یک سمت واژگون می‌شد». وی در ادامه گفت: «پاهای اضافی که اصلی‌ترین نوآوری این پروژه به حساب می‌آیند نقش موثری در چرخش سریع ربات دارند».

در فیلمی که پژوهشگران این پروژه برای نشان دادن چالاکی ربات ارائه کرده‌اند، ربات مسیر هزارتو را در حالی که یک حسگر گاز حمل می‌کند طی کرده و برای اینکه واژگون نشود به چپ یا راست منحرف می‌شود. همچنین، به دلیل طراحی بسیار ساده‌ای که دارد ربات می‌تواند فشاری به اندازه 120 پوند را تحمل کند.

مقایسه با توانایی چرخش یوزپلنگ

به گفته لین، ربات‌های کوچک و نیرومندی مانند ربات ساخته‌شده در این پروژه برای عملیات امداد و نجات یا بررسی موقعیت‌های خطرناک، مانند تشخیص نشت گاز، بسیار مناسب هستند. اگرچه تیم پژوهشی ربات‌هایی را به نمایش گذاشتند که به واسطه یک سیم برق کنترل می‌شدند، امّا نسخه‌ «غیرمتصل» آن را نیز ابداع کردند. در حالت غیر متصل، ربات می‌تواند با باتری به مدت 19 دقیقه، مسافتی به طول 31 متر را طی کند و یک حسگر گاز را نیز حمل کند.

لین در پایانت می‌گوید: «در حال حاضر یکی از بزرگترین چالش‌ها طراحی ربات‌هایی در ابعاد کوچک‌ است که قابلیت‌های (قدرت و کنترل) ربا‌ت‌های بزرگ‌تر را داشته باشند. نصب باتری بزرگ و سیستم کنترل بر روی ربات‌های بزرگ‌تر امکان‌پذیر است. امّا زمانی که سعی می‌کنید همه چیز را در رباتی کوچک‌تر خلاصه کنید، تحمل وزن این تجهیزات برای ربات دشوار شده و اغلب به کندی حرکت می‌کند. ولی ربات ما بسیار سریع، نسبتاً قوی، و کم مصرف است. به همین دلیل، می‌تواند حسگرها و قطعات الکترونیکی و همچنین یک باتری را حمل کند».

جدیدترین اخبار هوش مصنوعی ایران و جهان را با هوشیو دنبال کنید