Metali unut. Robotlar söz konusu olduğunda gelecek yumuşak ve yumuşaktır

Laboratuvarın bir yerinde bir şeyler kıvranıyor. Onun yılan balığı robotudevasa, karanlık bir tuzlu su tankında sessizce yüzüyor; ritmik, kurdeleye benzer hareketleri, doğal muadilinin hareketlerini yansıtıyor. Yoksa bu bir ahtapottan ilham alan robotH.P.'ye benzer bir şeye benziyor. Lovecraft 100 yıl sonra doğup korku yazarı olmak yerine robot bilimci olsaydı hayal edebilir miydi?

Belki ikisi de değildir. Belki yumuşak, lastikli bir koldur, bir insan kalbine sarılmışve kalp yetmezliği karşısında atmaya devam etmesine izin vermek için ona düzenli olarak güven verici sıkmalar vermek. Veya bir hidrojel tutucu Uzanıp yüzen bir balığı yakalayabilir, onu incitmeden sabitleyebilir. Veya. Veya. Veya.

Gerçek şu ki, gelişen yumuşak robotik alanından örnek sıkıntısı yok. Robotik araştırmalarının en heyecan verici ve hızla gelişen alanlarından biri olan bu robotlar, bilim kurgunun bize vaat ettiği sert, metalik makinelere pek benzemiyor. Kauçuk malzemelerden yapılmışlardır. Ayrıca yapımı çok daha ucuz, ağırlığı çok daha az ve çok daha fazla esneklik ve (yumuşak malzemeleri göz önüne alındığında belki de mantığa aykırı bir şekilde) dayanıklılık sunuyorlar. Bu süreçte robot olarak düşündüklerimizi değiştiriyorlar ve bu süreçte son derece faydalı olduklarını kanıtlıyorlar.

Binlerce kullanıma uygun robot

Yumuşak robotların daha önce metalin hakim olduğu bir dünyaya akın etmesi, Boston Dynamics gibi şirketler tarafından üretilen daha geleneksel robotlardan hiçbir şey eksiltmiyor. Geleneksel sert robot bilimindeki ilerlemeler, yalnızca son birkaç yılda bize, üretim hatlarındaki ince montaj işlerinden, dans etmek, parkur gösterileri ya da Olimpiyatlara layık ters taklalar. Ancak bu geleneksel robotlar her şey için iyi değil.

Aynı görevi art arda birçok kez yerine getirme konusunda harikalar; örneğin bir Foxconn fabrikasında iPhone'ların bir taşıma bandı üzerinde bir araya getirilmesine yardımcı oluyorlarsa tam olarak gerekli olan da budur. Ancak bunları, çalışmaya alışık oldukları yapılandırılmış alandan kaldırdığınızda, şaşırtıcı hassasiyetleri bir anda ortaya çıkabilir. bir anda yok olmak.

Bu, pek çok nedenden dolayı sorunludur; özellikle robotların giderek artan bir şekilde insanlarla ve diğer yaşayan insanlarla birlikte çalışacağı gerçeğinden dolayı. Bu, doğrudan insanlarla meslektaş olarak çalışmak anlamına gelebilir. Bu aynı zamanda, daha önce bahsedilen robotun, olası bir kardiyovasküler yetmezlik karşısında kişinin kalbinin atmasını sağlamayı amaçlaması gibi, daha da yakın bir etkileşim düzeyi anlamına da gelebilir. Yumuşak robotların artan popülaritesine kısmen yol açan da bu senaryolardır.

"Yumuşak robot teknolojisinin heyecan verici uygulama alanlarından biri de arama ve kurtarma sektörüdür." Giada GerboniGeçen yıl Stanford Üniversitesi'nde doktora sonrası araştırmacı olan TED konuşma Digital Trends'e "Esnek, yumuşak robotların inanılmaz potansiyeli" başlıklı bir konuşma yapıldı. "[Çalıştığım laboratuvarda], bir şeyin nasıl yapılacağını araştıran çok motive bir meslektaş ekibi var. ucundan büyüyen yumuşak robot Bir bitki veya daha spesifik olarak bir asma gibi, insanların erişemeyeceği arkeolojik alanlarda gezinebilecek ve çok hassas eserlerle dolu veya nesli tükenmekte olan bazı hayvanların hassas yeraltı yaşam alanlarını keşfetmek için türler."

Gerboni'nin kendi araştırmasının tıbbi uygulamaları var. Şu anda, tıpkı meslektaşlarının yumuşak robotlarının uzak bölgelere erişime yardımcı olabileceği gibi, vücudun ulaşılması zor bölgelerine erişmek için cerrahi aletler olarak kullanılabilecek esnek robotlar üzerinde çalışıyor.

"Stanford'daki şu anki çalışmamda karaciğerin tamamen farklı bölgelerine ulaşabilen esnek bir iğne kullanılıyor. tek bir yerleştirme noktası var ve ucuyla bir tümörü yakabiliyor (tümör hücrelerini ısıyla [yok ediyor). Yönlendirilebilir bir iğne, bir robot olarak düşünebileceğimiz bir şey olmasa da, yumuşak robotların açtığı olasılıklardan biridir.

Güle güle metal mi?

Yumuşak robot teknolojisindeki son gelişmeler özellikle heyecan verici. Son zamanlarda araştırmacılar bu durumu nasıl ortadan kaldıracaklarını buldular. Yumuşak robotlardaki son sert metal bileşenler. Önceki yumuşak robotların hala metal valfler gibi bileşenlere ihtiyaç duyduğu yerde, bu en yeni yumuşak robot yalnızca kauçuk ve hava kullanarak çalışabilir; basınçlı hava elektronik ihtiyacının yerini alır iç kısımlar. Bunu yaparken, bir tür dijital mantık tabanlı yumuşak bilgisayar kullanarak hafızayı ve karar vermeyi doğrudan yumuşak materyallerine entegre ediyor.

"Bu yüksek basınç ve alçak basınç durumları, 1'in yüksek basınca ve 0'ın düşük basınca eşit olduğu dijital bir sinyale benzer." Philipp RothemundProjedeki araştırmacılardan biri bize açıkladı. "Genellikle yumuşak robotların kontrolü elektronik kontrolörler ve sert valfler kullanılarak yapılıyor ve sonuçta sert/yumuşak hibrit robotlar ortaya çıkıyor. Yazılım bilgisayarımız, karmaşık kontrolün doğrudan bir yazılım robotunun yapısına entegre edilmesine olanak sağlıyor."

Bunların hepsi henüz nispeten erken bir aşamada ancak yumuşak teknolojinin hızla hareket eden dünyasını gösteriyor. robotik: daha zor olanının yarım asır gerisinde kalıyor, ancak yakalamak için aceleyle elinden geleni yapıyor yukarı. O da işe yarıyor gibi görünüyor. Daha önce bahsedilen uygulamalara ek olarak, yumuşak robot tutucular nesnelere zarar verme potansiyeli olmadan etkileşime girebilme yetenekleri nedeniyle artık montaj hatlarında kullanılıyor.

Ancak Giada Gerboni'nin belirttiği gibi, yumuşak robotları geleneksel sert robotlarla çelişiyor olarak görmek bir hatadır.

"Yumuşak robotların daha iyi olduğunu söylemiyorum, ancak artık dikkate almaktan kaçınamayacağımız yalnızca bir robot sınıfı veya robot bilimi yapmanın bir yolu" dedi. "Yumuşak robotların navigasyon görevlerinde büyük bir potansiyele sahip olduğu zaten kanıtlandı çünkü vücutlarını kolayca ifade edebilirler ve yön bulmaları, bilinmeyen kişilerle ani temaslar nedeniyle tehlikeye girmez nesneler. Ancak robotlar için manipülasyon görevleri gibi çok yaygın bir görev söz konusu olduğunda, katı olmayan parçalara sahip olmak çok kötüdür çünkü robot çok az kuvvet uygulayabilir, bu da kaldıramayacağı anlamına gelir birçok nesne.] Ayrıca, yüksek vücut esnekliği, serbestlik derecesi ve sınırlı sensör entegrasyonu göz önüne alındığında, tam olarak kontrol edilemedikleri için çok hassas bir manipülasyon gerçekleştiremezler. görev."

Hem sert hem yumuşak

Sonuçta, hayatımızda faydalı olacak robotları gerçekten yapmanın en iyi yolunun hem sert hem de yumuşak olanı birleştirmek olacağını söylüyor: tıpkı doğada bulunan malzemelerde gördüğümüz gibi. "İnsanlara bakın" dedi. "Bunlar yumuşak bileşenlerin yanı sıra sert yapılara ve standart bağlantılara sahip mükemmel robotik makinelerdir. [Onlar] farklı bağlamlarda görevleri yerine getirebilirler, ancak aynı zamanda kesin olabilirler ve güç uygulayabilirler."

Hatta bazı araştırmacılar, yumuşak robotların talep üzerine sertleşmesine olanak tanıyan malzemeleri araştırmakla meşgul veya hem hassasiyet hem de el becerisi elde etmek için farklı sertlikteki malzemeleri birleştiriyor. "Yumuşak robot" terimi ancak on yıldır ortalıkta dolaşıyor ancak şimdiden kendine bir yer edinmeye başladı. (Ve popüler kültüre de girmenin yolunu buluyor: Disney'in sevimli robotu Baymax'a bakın.) Büyük Kahraman 6.)

Robotların günlük hayatımızın bir parçası olduğu bir dünyaya doğru ilerledikçe yumuşak robotlar her zamankinden daha fazla önem kazanacak. Kesin olan bir şey var: 2019'da "robot" kelimesi artık "metal makine" ile eşanlamlı değil.

Editörlerin Önerileri

• Üretimin geleceği: Bir şeyler üretmenin bir sonraki çağına bir bakış
• Gezici gözetim robotları şehirlerimize geliyor. Şans eseri, yardım etmek için buradalar
• Xenobot'larla tanışın: Robotikte devrim yaratabilecek canlı, biyolojik makineler
• Akıllı mankenler: Robotik mücadele teknolojisi futbol antrenmanını nasıl dönüştürüyor?
• CES 2021'in en iyi robotları