يستطيع روبوت اللامسة الذي طورته جامعة هارفارد أن يمسك بلطف الأشياء الهشة
يحاكي القابض الناعم الذي يشبه قنديل البحر آليات الشعر المجعد.
أنت على دراية بمدى صعوبة الإمساك بالعناصر والاحتفاظ بها باستخدام القابضين الآليين إذا سبق لك أن لعبت لعبة المخلب في رواق. تخيل مقدار ما ستدمره هذه اللعبة من أعصاب إذا كنت تحاول الاستيلاء على قطعة حساسة من الشعاب المرجانية المهددة بالانقراض أو كنزًا ثمينًا من سفينة غارقة بدلاً من الحيوانات المحنطة اللينة.
تستخدم معظم أدوات القابض الآلية اليوم مزيجًا من مهارة المشغل وأجهزة الاستشعار المدمجة أو حلقات التغذية الراجعة المعقدة أو خوارزميات التعلم الآلي المتطورة لفهم العناصر الهشة أو غير المنتظمة. ومع ذلك، فقد أظهر العلماء في كلية John A. Paulson للهندسة والعلوم التطبيقية (SEAS) بجامعة هارفارد أن هناك طريقة أبسط.
مستوحى من الطبيعة، ابتكر العلماء نوعًا جديدًا من القابض الآلي الناعم الذي يستخدم شبكة من المجسات الرفيعة لتشابك الأشياء وانتزاعها، على غرار الطريقة التي تجمع بها قناديل البحر فريستها. الخيوط الفردية، أو اللوامس ، ليست قوية جدًا من تلقاء نفسها. ومع ذلك، عند استخدامها كمجموعة، يمكن أن تمسك الخيوط بإحكام وتمسك الأشياء من جميع الأشكال والأحجام. لا يحتاج القابض إلى التحكم في الاستشعار أو التخطيط أو التغذية الراجعة؛ يعتمد على النفخ البسيط للالتفاف حول العناصر.
نُشرت الدراسة مؤخرًا في مجلة Proceedings of the National Academy of Sciences (PNAS).
القابض الناعم يمسك بالنضارة. الائتمان: مختبر هارفارد للروبوتات الدقيقة / هارفارد SEAS
قالت كايتلين بيكر، طالبة دراسات عليا سابقة وزميلة ما بعد الدكتوراه في SEAS والمؤلفة الأولى للورقة: “من خلال هذا البحث، أردنا إعادة تصور كيفية تفاعلنا مع الأشياء”. “من خلال الاستفادة من التوافق الطبيعي للروبوتات اللينة وتعزيزها بهيكل متوافق، صممنا قابضًا أكبر من مجموع أجزائه واستراتيجية استيعاب يمكن أن تتكيف مع مجموعة من الكائنات المعقدة بأقل قدر من التخطيط والإدراك. “
يعمل بيكر حاليًا كأستاذ مساعد في الهندسة الميكانيكية في معهد ماساتشوستس للتكنولوجيا.
تأتي قوة القابض وقدرته على التكيف من قدرته على التشابك مع الشيء الذي يحاول الإمساك به. الخيوط الطويلة هي أنابيب مطاطية مجوفة. يحتوي أحد جانبي الأنبوب على مطاط أكثر سمكًا من الآخر، لذلك عندما يكون الأنبوب مضغوطًا، فإنه يتجعد مثل الضفيرة أو مثل الشعر المستقيم في يوم ممطر.
فيديو يوضح الروبوت. الائتمان: كلية هارفارد جون أ. بولسون للهندسة والعلوم التطبيقية
تتشابك العقدة وتتشابك مع بعضها البعض والجسم، مع كل تشابك يزيد من قوة التثبيت. في حين أن التماسك الجماعي قوي، فإن كل جهة اتصال ضعيفة بشكل فردي ولن تتلف حتى أكثر الأشياء هشاشة. لتحرير الجسم، يتم تخفيف ضغط الشعيرات ببساطة.
استخدم الباحثون المحاكاة والتجارب لاختبار فعالية القابض، والتقاط مجموعة من الأشياء، بما في ذلك النباتات المنزلية المختلفة والألعاب. يمكن استخدام القابض في تطبيقات العالم الحقيقي لفهم الفواكه والخضروات اللينة للإنتاج والتوزيع الزراعي، والأنسجة الدقيقة في الإعدادات الطبية، وحتى الأشياء غير المنتظمة في المستودعات، مثل الأواني الزجاجية.
يجمع هذا النهج الجديد في الإدراك بين أبحاث البروفيسور إل.
قال ماهاديفان ، أستاذ Lola England de Valpine للرياضيات التطبيقية في SEAS، والبيولوجيا العضوية والتطورية، والفيزياء في FAS والمؤلف المقابل المشارك للورقة.
قال وود، أستاذ هاري لويس ومارلين ماكغراث في الهندسة: “هذا النهج الجديد للإمساك بالروبوتات يكمل الحلول الحالية عن طريق استبدال أدوات القابض التقليدية البسيطة التي تتطلب استراتيجيات تحكم معقدة بخيوط متوافقة للغاية ومعقدة من الناحية الشكلية يمكن أن تعمل بتحكم بسيط للغاية”. والعلوم التطبيقية والمؤلف المشارك للورقة. “يوسع هذا النهج نطاق ما يمكن التقاطه باستخدام القابض الآلي.”
المصدر: scitechdaily
شاهد ايضا:
