توسعه روبات نرم با الگوبرداری از یوزپلنگ

به گزارش کارگروه فناوری اطلاعات سایبربان؛ گروهی از پژوهشگران دانشگاه کارولینای شمالی با الگوبرداری از شیوه حرکت یوزپلنگ موفق به ایجاد نوع جدیدی از روبات نرم (soft robot) شده‌اند. این روبات‌ها می‌توانند نسبت به نسل گذشته سریع‌تر بر روی سطوح و آب حرکت کنند. همچنین امکان گرفتن و بلند کردن اشیایی با وزن بالا را دارند. این روبات لیپ (LEAP) نام دارد.

جی ین (Jie Yin)، استاد مهندسی مکانیک و هوافضای کارولینای شمالی گفت:

یوزپلنگ سریع‌تر جانور وی زمین است و سرعت و قدرت خود را با کمک انعطاف‌پذیری ستون فقراتش به دست می‌آورد. ما با الگوبرداری از یوزپلنگ، نوعی روبات نرم ایجاد کردیم که دارای ستون فقراتی فنری شکل است و می‌تواند فشار را بر روی خود تحمل کند. این ویژگی باعث توسعه روباتی شد که دارای 2 حالت پایدار است. ما می‌توانیم با پمپاز هوا در داخل کانال‌های تعبیه شده روی سطح نرم و سیلیکونی روبات، آن را مجبور کنیم بین حالت‌های پایدار مختلف تغییر وضعیت بدهد. این تغییر وضعیت انرژی بسیار زیادی را آزاد کرده و باعث می‌شود روبات به طور کامل از زمین جدا گردد و امکان حرکت روبات به جلو را با سرعت بالا فراهم می‌آورد. این در حالی است که روبات‌های نرم فعلی خزنده بوده با زمین تماس دارند و به همین دلیل از سرعت حرکت بسیار کمی بهره می‌برند.

سریع‌ترین روبات نرم فعلی می‌تواند با سرعتی معادل 0.8 طول خودش در ثانیه روی سطوح صاف و جامد حرکت کند. با وجود این لیپ می‌تواند با سرعت 2.7 طول بدن خودش در ثانیه به اطراف حرکت کند که پیشرفتی 3 برابر را نشان می‌دهد. همچنین فرکانس تحریک‌کننده آن تنها 3 هرتز است. از طرفی لیپ می‌تواند از سطوح شیب‌دار بالا برود، در حالی که نمونه‌های گذشته توانایی انجام این کار را نداشتند. روبات‌های نرم توسعه یافته توسط پژوهشگران حدود 7 سانتیمتر طول داشته و وزن آن‌ها به 45 گرم می‌رسد.

پژوهشگران همچنین نشان دادند با استفاده از معماری لیپ می‌توان روبات‌های نرم شناگر سریع‌تری نیز به وجود آورد. برای این کار به جای قرار دادن پا برای روبات شناگر، 2 باله کوچک به آن متصل می‌شود. در این روش سرعت شنای روبات به 0.78 طول بدن خودش در ثانیه می‌رسد. این در حالی است که بیشترین سرعت ثبت شده توسط روبات‌های نرم فعلی 0.7 طول بدن در ثانیه است.

ین ادامه داد:

ما همچنین نشان دادیم که چندین روبات نرم می‌توانند برای بلند کردن و حمل اشیا با یکدیگر همکاری کنند. با تنظیم نیرویی که روی هر روبات اعمال می‌شود ما توانستیم اشیا ظریفی مانند تخم‌مرغ و همچنین ابزارهای سنگینی را تا وزن 10 کیلوگرم یا بیشتر از سطح زمین بلند کرده و حمل کنیم.

محققان شرح دادند که لیپ تنها یک نمونه اولیه و طرح اثبات مفهوم است و آن‌ها باور دارند که می‌توانند نمونه‌های سریع‌تر و قدرتمندتر به وجود آورند.

ین شرح داد از روبات‌های نرم یاد شده می‌توان در عملیات امداد و نجات بهره گرفت. همچنین به کمک آن‌ها می‌توان خط تولید سریع‌تری را برای یک کارخانه راه‌اندازی کرد. با وجود این زمان نهایی شدن طرح یاد شده و تجاری‌سازی روبات‌ها ذکر نشده است.