ربات های نرم پیچ خورده در پیچ و خم ها بدون راهنمایی انسان یا رایانه حرکت می کنند -- ScienceDaily
انتشار: خرداد 02، 1401
بروزرسانی: 27 تیر 1404

ربات های نرم پیچ خورده در پیچ و خم ها بدون راهنمایی انسان یا رایانه حرکت می کنند -- ScienceDaily

ربات های نرم از الاستومرهای کریستال مایع به شکل یک نوار پیچ خورده ساخته شده اند که شبیه روتینی نیمه شفاف است. هنگامی که روبان را روی سطحی با دمای حداقل 55 درجه سانتیگراد (131 درجه فارنهایت)، که گرمتر از هوای محیط است، قرار می دهید، قسمتی از روبان که با سطح تماس دارد منقبض می شود، در حالی که قسمتی از روبان که در معرض هوا قرار دارد، منقبض می شود. نه این باعث ایجاد یک حرکت چرخشی در روبان می شود. و هرچه سطح گرمتر باشد، سریعتر غلت می خورد. ویدئویی از روبات های نرم روبان مانند را می توانید در اینجا پیدا کنید https://youtu.be/7q1f_JO5i60.

ربات ریبون این کار را به دو صورت انجام می دهد. ابتدا، اگر یک انتهای نوار با جسمی برخورد کند، روبان کمی می چرخد \u200b\u200bتا مانع را دور بزند. ثانیاً، اگر قسمت مرکزی ربات با جسمی برخورد کند، «می شکند». اسنپ \u200b\u200bآزاد شدن سریع انرژی تغییر شکل ذخیره شده است که باعث می شود روبان کمی بپرد و قبل از فرود، جهت خود را تغییر دهد. ممکن است قبل از یافتن جهتی که امکان مذاکره با مانع را فراهم می کند، نیاز باشد که بیش از یک بار چفت شود، اما در نهایت همیشه یک مسیر روشن به جلو پیدا می کند.

این کار با حمایت بنیاد ملی علوم، تحت کمک های مالی CMMI-431 2010717، CMMI-2005374 و DMR-1410253 انجام شد.

محققان آزمایش های متعددی انجام دادند که نشان می داد این روبات نرم روبان مانند قادر است در انواع محیط های ماز مانند حرکت کند. محققان همچنین نشان دادند که روبات های نرم در محیط های بیابانی به خوبی کار می کنند و نشان می دهند که می توانند از شیب های ماسه ای شل بالا بروند و پایین بیایند.

مقاله "پیچاندن برای ربات خودگردان هوشمند نرم در محیط های بدون ساختار" در هفته 23 می در مجموعه مقالات آکادمی ملی علوم. مقاله توسط NC State Ph.D. دانش آموزان Yinding Chi، Yaoye Hong و Yanbin Li. و همچنین شو یانگ، جوزف بوردوگنا، استاد علوم و مهندسی مواد در دانشگاه پنسیلوانیا.

مواد تهیه شده توسط دانشگاه ایالتی کارولینای شمالی. نوشته اصلی توسط مت شیپمن. توجه: محتوا ممکن است برای سبک و طول ویرایش شود.



منبع یائو ژائو، نویسنده اول مقاله و محقق فوق دکترا در ایالت NC می گوید: «دو عمل، چرخش و کوبیدن، که به ربات اجازه می دهد موانع را بر اساس یک گرادیان بررسی کند. قوی ترین ضربه زمانی اتفاق می افتد که جسمی مرکز روبان را لمس کند. اما اگر جسمی از مرکز روبان را لمس کند، روبان باز هم می چپد، فقط قدرت آن کمتر است. و هر چه از مرکز دورتر باشید، تلفظ کمتر می شود. ضربه محکم و ناگهانی، تا زمانی که به پنجمین آخر طول روبان برسید، که به هیچ وجه ضربه ای ایجاد نمی کند."

منبع داستان:

جی یین، نویسنده مسئول مقاله در مورد این کار، می گوید: «این ربات های نرم مفهومی به نام «هوش فیزیکی» را نشان می دهند، به این معنی که طراحی ساختاری و مواد هوشمند به ربات نرم اجازه می دهد موقعیت های مختلف را بر خلاف هوش محاسباتی هدایت کند. و دانشیار مهندسی مکانیک و هوافضا در ایالت NC.

یین می گوید: «از این نظر، بسیار شبیه جاروبرقی های روباتیکی است که بسیاری از مردم در خانه های خود از آن استفاده می کنند. "به جز ربات نرمی که ما ایجاد کرده ایم، انرژی را از محیط خود می گیرد و بدون هیچ گونه برنامه نویسی کامپیوتری کار می کند."

یین می گوید: «این کار قبلاً با میله های صاف انجام می شد، اما این شکل یک اشکال دارد - وقتی با یک شی روبرو می شود، به سادگی در جای خود می چرخد». ربات نرمی که ما به شکل نوار پیچ خورده ساخته ایم، قادر است بدون دخالت انسان یا رایانه با این موانع برخورد کند.

این جالب و سرگرم کننده است، اما مهمتر از آن، بینش جدیدی در مورد اینکه چگونه می توانیم ربات های نرمی طراحی کنیم که قادر به برداشت انرژی گرمایی از محیط های طبیعی و مذاکره مستقل در تنظیمات پیچیده و بدون ساختار مانند جاده ها و بیابان های خشن هستند، ارائه می کند.» یین می گوید.

محققان دانشگاه ایالتی کارولینای شمالی و دانشگاه پنسیلوانیا ربات های نرمی را توسعه داده اند که می توانند در محیط های پیچیده مانند پیچ \u200b\u200bو خم ها بدون ورودی انسان یا نرم افزار کامپیوتری حرکت کنند.