עזוב מתכת. כשזה מגיע לרובוטים, העתיד הוא רך ורטוב

אי שם במעבדה משהו מתפתל. שֶׁלָה רובוט צלופח, שוחה בשקט דרך מיכל מים מלוח עצום חשוך; התנועות הקצביות, דמויות הסרט, מהדהדות את אלה של מקבילו הטבעי. או שזה א רובוט בהשראת תמנון, נראים כמו מסוג הדברים H.P. לאבקראפט אולי היה חולם אילו היה נולד 100 שנים מאוחר יותר והפך לרובוטיסט במקום סופר אימה?

אולי זה לא אף אחד מאלה. אולי זה שרוול גומי רך, עטוף סביב לב אנושי, ומתן לו סחיטה מרגיעה קבועה כדי לאפשר לו להמשיך לפעום לנוכח אי ספיקת לב. או א תפס הידרוג'ל שיכול להושיט יד ולתפוס דג שוחה, לאבטח אותו מבלי לפגוע בו. אוֹ. אוֹ. אוֹ.

המציאות היא שלא חסרות דוגמאות מהתחום המתפתח של הרובוטיקה הרכה. אחד התחומים המרגשים והמתפתחים ביותר בחקר הרובוטיקה, הרובוטים הללו אינם דומים למכונות הקשות והמתכתיות שהמדע הבדיוני הבטיח לנו. הם עשויים מחומרי גומי. הם גם הרבה יותר זולים לבנייה, שוקלים הרבה פחות, ומציעים הרבה יותר גמישות ועמידות (אולי בניגוד לאינטואיציה, בהתחשב בחומרים הרכים שלהם). תוך כדי התהליך, הם משנים את מה שאנו חושבים עליו כרובוט - ומוכיחים את עצמם כשימושיים מאוד בתהליך.

הרובוט של אלף שימושים

הזינוק הנוכחי של רובוטים רכים לעולם שנשלט בעבר על ידי מתכת לא מרחיק דבר מהרובוטים המסורתיים יותר שנבנים על ידי חברות כמו בוסטון דיינמיקס. ההתקדמות ברובוטיקה הקשה המסורתית העניקה לנו, רק בשנים האחרונות, כל מיני מכונות מגוונות המסוגלות לעשות הכל מעבודות הרכבה משובחות בקווי ייצור ועד מבצעים ריקודים, תצוגות פארקור או אפילו סיבובים אחוריים ראויים לאולימפיאדה. אבל הרובוטים המסורתיים האלה לא טובים להכל.

הם מעולים בביצוע אותה משימה פעמים רבות ברציפות, וזה בדיוק מה שנדרש אם, למשל, הם עוזרים להרכיב מכשירי אייפון על מסוע במפעל של פוקסקון. אבל הסר אותם מהתחום המובנה שהם רגילים לעבוד בו ופתאום הדיוק המדהים שלהם יכול להיעלם ברגע.

זה בעייתי מכל מיני סיבות, לא פחות מהעובדה שיותר ויותר רובוטים הולכים לעבוד לצד אנשים ואנשים חיים אחרים. זה יכול להיות עבודה ישירה עם בני אדם כקולגות. זה יכול גם להיות רמה קרובה עוד יותר של אינטראקציה, כמו הרובוט שהוזכר לעיל שנועד לשמור על הלב של אדם לפעום מול אי ספיקת לב וכלי דם אפשרי. תרחישים אלה הם שהובילו, בין השאר, לפופולריות הגוברת של רובוטים רכים.

"עוד תחום יישומים מרגש עבור רובוטיקה רכה הוא בתחום החיפוש וההצלה," גיאדה גרבוני, פוסט דוקטורט באוניברסיטת סטנפורד, שבשנה שעברה נתן א הרצאת TED שכותרתו "הפוטנציאל המדהים של רובוטים גמישים ורכים", אמר ל-Digital Trends. "[במעבדה בה אני עובד], יש צוות מאוד מוטיבציה של עמיתים שבוחן כיצד רובוט רך שצומח מהקצה - כמו צמח, או ליתר דיוק גפן - יוכלו לנווט באתרים ארכיאולוגיים שאינם נגישים לבני אדם ומלא בחפצים עדינים מאוד, או לחקור את בתי הגידול התת-קרקעיים העדינים של חיה בסכנת הכחדה מִין."

למחקר של גרבוני עצמו יש יישומים רפואיים. כיום היא עובדת על רובוטים גמישים שיכולים לשמש כמכשירים כירורגיים לגישה לחלקים שקשה להגיע אליהם בגוף, בדיוק כפי שהרובוטים הרכים של עמיתיה יכולים לסייע בגישה לאתרים מרוחקים.

"העבודה הנוכחית שלי בסטנפורד משתמשת במחט גמישה שיכולה להגיע לחלקים שונים לחלוטין של הכבד נקודת החדרה בודדת ויכולה לשרוף גידול - [להרוס] תאי גידול בחום - עם הקצה שלו", המשיכה. מחט ניתנת לכיוון היא לא מה שאנחנו יכולים לחשוב עליו כרובוט, אבל זו אחת האפשרויות שנפתחות על ידי רובוטים רכים.

להתראות מתכת?

הפיתוח האחרון ברובוטיקה רכה מרגש במיוחד. לאחרונה, חוקרים הבינו כיצד לחסל את רכיבי מתכת קשים מחזיקים מעמד ברובוטים רכים. במקום שבו רובוטים רכים קודמים עדיין דרשו רכיבים כמו שסתומי מתכת, הרובוט הרך האחרון הזה יכול לתפקד רק באמצעות גומי ואוויר - כאשר אוויר בלחץ מחליף את הצורך באלקטרוניקה קְרָבַיִם. בכך היא משלבת זיכרון וקבלת החלטות ישירות בחומרים הרכים שלה, תוך שימוש במעין מחשב רך מבוסס לוגיקה דיגיטלית.

"מצבים אלה של לחץ גבוה ולחץ נמוך דומים לאות דיגיטלי, כאשר 1 שווה ללחץ גבוה ו-0 שווה ללחץ נמוך." פיליפ רותמונד, אחד החוקרים בפרויקט, הסביר לנו. "בדרך כלל, השליטה של ​​רובוטים רכים נעשית עם בקרים אלקטרוניים ושימוש בשסתומים קשיחים וכתוצאה מכך רובוטים היברידיים קשיחים / רכים. המחשב הרך שלנו מאפשר שילוב של שליטה מורכבת ישירות במבנה של רובוט רך".

כל זה עדיין בשלב מוקדם יחסית, אבל זה מדגים את העולם הרך של הרך רובוטיקה: מפגרת חצי מאה מאחורי המקבילה הקשה יותר, אך עושה כמיטב יכולתה לתפוס לְמַעלָה. נראה שגם זה עובד. בנוסף ליישומים שכבר הוזכרו, תפסי רובוטים רכים נמצאים כעת בשימוש בפסי ייצור, בשל יכולתם ליצור אינטראקציה עם חפצים ללא פוטנציאל לפגוע בהם.

עם זאת, כפי שגיאדה גרבוני מציין, זו טעות לראות רובוטיקה רכה כמתנגשת עם רובוטים קשים מסורתיים.

"לא הייתי אומר שרובוטים רכים הם טובים יותר, אבל זה רק סוג של רובוטים - או דרך לעשות רובוטיקה - שאנחנו לא יכולים להימנע מלחשוב יותר", אמרה. "רובוטים רכים כבר הוכיחו שיש להם פוטנציאל גדול במשימות ניווט כי הם יכולים לבטא את גופם בקלות, והניווט שלהם אינו נפגע ממגע פתאומי עם אלמונים חפצים. אבל כשמדובר בעוד משימה נפוצה מאוד עבור רובוטים כמו משימות מניפולציה, אז יש חלקים לא קשיחים זה רע מאוד כי הרובוט יכול [להפעיל מעט מאוד כוח, כלומר שהוא לא יכול להרים אובייקטים רבים.] כמו כן, בהתחשב בגמישות הגוף הגבוהה, דרגות החופש ושילוב החיישנים המוגבלת, לא ניתן לשלוט בהם בצורה מדויקת ולכן הם לא יכולים לבצע מניפולציה מדויקת מאוד מְשִׁימָה."

גם קשה וגם רך

בסופו של דבר, היא אומרת, הדרך הטובה ביותר ליצור רובוטים שיהיו שימושיים בחיינו תהיה לשלב גם קשיח וגם רך: בדיוק כפי שאנו רואים עם החומרים המצויים בטבע. "רק תסתכל על בני אדם," היא אמרה. "אלה מכונות רובוטיות מושלמות עם רכיבים רכים, אבל גם מבנים קשיחים ומפרקים סטנדרטיים. [הם] יכולים לבצע משימות בהקשרים שונים, אבל יכולים גם להיות מדויקים ולהפעיל כוחות".

חלק מהחוקרים אפילו עסוקים בחקר חומרים המאפשרים לרובוטים רכים להתקשות לפי דרישה, או לשלב חומרים קשיחות שונים להשגת דיוק וזריזות. המונח "רובוט רך" בקושי קיים כבר עשור - אבל הוא כבר חוצב לעצמו נישה. (וגם למצוא את דרכו לתרבות הפופ: בדוק את Baymax, הרובוט החביב מבית דיסני גיבור גדול 6.)

ככל שאנו מתקדמים לעבר עולם שבו רובוטים הם חלק מחיי היומיום שלנו, רובוטים רכים הולכים לקבל חשיבות רבה יותר מאי פעם. דבר אחד בטוח: כאן בשנת 2019, המילה "רובוט" אינה עוד שם נרדף ל"מכונת מתכת".

המלצות עורכים

• עתיד הייצור: מבט קדימה לעידן הבא של ייצור דברים
• רובוטי מעקב נודדים מגיעים לערים שלנו. למרבה המזל, הם כאן כדי לעזור
• הכירו את ה-Xenobots: מכונות חיות, ביולוגיות שיכולות לחולל מהפכה ברובוטיקה
• בובות חכמות: כיצד טכנולוגיית התמודדות רובוטית משנה את תרגול הכדורגל
• הרובוטים הטובים ביותר ב-CES 2021