الروبوتات الشبيهة بالمعكرونة تتنقل في متاهات بدون توجيه بشري أو كمبيوتر
طور باحثون من جامعة ولاية كارولينا الشمالية (NCSU) وجامعة بنسلفانيا (بنسلفانيا) روبوتات لينة قادرة على التنقل في البيئات المعقدة، مثل المتاهات، دون مدخلات من البشر أو برامج الكمبيوتر.
“تُظهر هذه الروبوتات اللينة مفهومًا يسمى” الذكاء المادي “، مما يعني أن التصميم الهيكلي والمواد الذكية هي التي تسمح للروبوت اللين بالتنقل في مواقف مختلفة، على عكس الذكاء الحسابي، كما يقول جي يين ، المؤلف المقابل لورقة بحثية عن العمل وأستاذ مشارك في الهندسة الميكانيكية والفضائية في ولاية نورث كارولاينا.
الروبوتات الناعمة مصنوعة من اللدائن الكريستالية السائلة على شكل شريط ملتوي، يشبه المعكرونة روتيني، باستثناء نصف شفاف.
عندما تضع الشريط على سطح لا يقل عن 55 درجة مئوية (131 درجة فهرنهايت)، وهو أسخن من الهواء المحيط، يتقلص جزء الشريط الذي يلامس السطح، بينما يتقلص جزء الشريط المعرض للهواء لا. هذا يستحث حركة دائرية في الشريط. وكلما كان السطح أكثر دفئًا، زادت سرعة التدحرج.
قام فريق بحثي تعاوني من NCSU و Penn مؤخرًا بتطوير روبوت ناعم ملتوي ذكي وذكي يمكنه الهروب من دورات عقبات بسيطة تشبه المتاهة دون أي تحكم خارجي وتدخلات بشرية.
يتكون الروبوت الناعم من اللدائن الكريستالية السائلة المستجيبة للحرارة بجسمه الناعم الذي يشبه الروتيني الشفاف.
عند مواجهة العوائق، فإنه يستخدم الذكاء الجسدي المتجسد للالتقاط الذاتي والالتفاف الذاتي للتفاوض الذاتي حول العوائق وتجنبها.
كما أظهروا أيضًا أن الروبوت يمكن أن يتدحرج ذاتيًا على الكثبان الرملية الرخوة دون أن يعلق أو ينزلق، وكذلك عبور الصخور الساخنة.
يمكنه أيضًا جمع الطاقة الحرارية من البيئات من أجل التدحرج الذاتي على سطح السيارة وشوايات الشواء.
يقول يين: “لقد تم ذلك من قبل باستخدام قضبان ناعمة الجوانب، ولكن هذا الشكل له عيب – فعندما يصادف شيئًا ما، فإنه يدور ببساطة في مكانه”.
“الروبوت اللين الذي صنعناه على شكل شريط ملتوي قادر على التغلب على هذه العقبات دون تدخل بشري أو كمبيوتر على الإطلاق.”
يقوم الروبوت الشريطي بذلك بطريقتين. أولاً، إذا واجهت إحدى طرفي الشريط شيئًا ما، فإن الشريط يدور قليلاً للالتفاف حول العائق.
ثانيًا، إذا واجه الجزء المركزي من الروبوت شيئًا، فإنه “ينفجر”. الخاطف هو إطلاق سريع لطاقة التشوه المخزنة التي تجعل الشريط يقفز قليلاً ويعيد توجيه نفسه قبل الهبوط.
قد يحتاج الشريط إلى الانجذاب أكثر من مرة قبل العثور على اتجاه يسمح له بالتغلب على العقبة، ولكنه في النهاية يجد دائمًا مسارًا واضحًا للأمام.
يقول يين: “بهذا المعنى، فإن الأمر يشبه إلى حد كبير المكانس الآلية التي يستخدمها كثير من الناس في منازلهم”. “باستثناء الروبوت اللين الذي أنشأناه يستمد الطاقة من بيئته ويعمل بدون أي برمجة كمبيوتر.”
يقول ياو جاو، المؤلف الأول للورقة وباحث ما بعد الدكتوراه في ولاية نورث كارولاينا: “إن الإجراءين، التدوير والانطباق، اللذين يسمحان للروبوت بالتغلب على العقبات يعملان على التدرج”.
تحدث أقوى لقطة إذا لامس كائن ما مركز الشريط. لكن الشريط سيظل ينقطع إذا لامس جسم ما الشريط بعيدًا عن المركز، فهو أقل قوة. وكلما ابتعدت عن المركز، قلت اللقطات الواضحة، حتى تصل إلى الخمس الأخير من طول الشريط، والذي لا ينتج عنه طقطقة على الإطلاق “.
أجرى الباحثون العديد من التجارب التي توضح أن الروبوت الناعم الذي يشبه الشريط قادر على التنقل في مجموعة متنوعة من البيئات الشبيهة بالمتاهة.
أظهر الباحثون أيضًا أن الروبوتات اللينة ستعمل بشكل جيد في البيئات الصحراوية، مما يدل على قدرتها على تسلق وهبوط منحدرات الرمال الرخوة.
“هذا مثير للاهتمام وممتع عند النظر إليه، ولكن الأهم من ذلك أنه يقدم رؤى جديدة حول كيفية تصميم الروبوتات اللينة القادرة على تجميع الطاقة الحرارية من البيئات الطبيعية والتعامل بشكل مستقل مع الإعدادات المعقدة وغير المهيكلة مثل الطرق والصحاري القاسية،” يقول يين.
المصدر: scitechdaily
قد يهمك:
