وقتی به رباتها فکر میکنیم، فیلم هایی مثل جنگ ستارگان، ترمیناتور، اتصال کوتاه (Short Circuit) و میان ستارهای معمولا اولین تصاویری از رباتها هستند که از ذهنمان میگذرد. رباتهایی خشن، سخت و آهنین! اما بیش از یک دهه است که دسته دیگری از رباتها بهنام «رباتهای نرم» توسعه پیدا کردهاند. در ساخت این رباتها، مواد نرم و انعطافپذیر به کار میرود و مدارهای الکتریکی جای خود را به مدارهای میکروسیالی (میکروفلوئیدیک) دادهاند. بهجای جریان الکتریکی، جریانی از سیالاتی مانند آب و هوا در اینها برقرار است. این رباتها برخلاف رباتهای سخت، برای تعامل با انسان خطری ندارند و میتوانند گزینههای مناسبی برای شرکت در جراحیها، پژوهش های علمی و عملیات نجات باشند، یا در بستهبندی میوهها یا مواد دیگری که بهراحتی آسیب میبینند، به کار گرفته شوند.
بهتازگی مهندسان دانشگاه مریلند بااستفاده از چاپگر سهبعدی، دست رباتیکی نرمی با سه انگشت ساختهاند که میتواند بازی محبوب سوپر ماریو (معروف به قارچ خور) را بازی کند. چاپگر سهبعدی (PolyJet ۳-D) ابتدا لایهای مایع مانند را روی صفحه چاپ قرار میدهد و بعد با تابش نور، مایع سفت و محکم میشود و بههمین ترتیب لایههای بعدی نیز چاپ میشود. این چاپگر مانند چاپگرهای رنگی که همزمان چند رنگ را چاپ میکنند، میتواند همزمان موادی با درجه سختیهای مختلف را چاپ کند؛ مثل مواد نرم لاستیکی مانند، پلاستیکهای سفت و محکمتر و همینطور مواد قربانی (sacrificial material) که درهنگام چاپ مانند داربست عمل میکنند و پس از آمادهشدن محصول نهایی در آب حل و از ربات جدا میشود.
بهطور معمول مدارهای میکروفلوئیدیک در اتاقهای تمیز ساخته میشود و قطعات ربات باید جداگانه سر هم شوند. بهویژه وقتی ساختار ربات نرم پیچیدهتر میشود، تولید و مونتاژ قطعات هم سختتر میشود. اما مهندسان در این پژوهش تمام اجزای این ربات، از بدنه نرم و جزئیات آن گرفته تا مدارهای میکروفلوئیدیک و تمام قطعات متحرک نرم آن را همزمان و از مواد نرم مختلف چاپ کردهاند و هیچ قطعهای مونتاژ نشده است.
معمولا رباتها پس از ساخت، میبایست در آزمایشی عملکرد خود را به نمایش بگذارند. برای مثال بعضی از رباتها برای نواختن پیانو برنامهریزی میشوند. ولی اگر ربات نتی را جا بیندازد، ممکن است چندان بهچشم نیاید. اما اگر برای بازی ویدئویی برنامهریزی شود، کوچک ترین اشتباهی باعث میشود به دشمن برخورد کند یا در چاله بیفتد و بازی بلافاصله به پایان میرسد. در این دست رباتیکی نرم، برنامهای رایانه ای میزان فشار در تزریق مایع را در مدار سیالی تعیین میکند و میتوان هر سه انگشت را بهصورت مستقل و همزمان کنترل کرد. فشار کم انگشت اول را روی دکمه حرکت دسته بازی نینتندو قرار میدهد تا ماریو به جلو حرکت کند. با فشار متوسط، انگشت دوم دکمه دویدن ماریو را فشار میدهد و وقتی فشار به حداکثر میرسد هر سه انگشت دکمههای دسته بازی را فشار میدهند تا ماریو بپرد. از انتشار بازی سوپر ماریو سال ها میگذرد و طرفداران این بازی دیگر چشم بسته هم میدانند چه زمانی کدام دکمه را باید فشار دهند تا قارچ خور از مرحله اول عبور کند. حالا کافی است این الگوی حرکت انگشتان را ربات با زمانبندی درستی اجرا کند. ولی این کار سختتر از آن است که بهنظر میرسد! در طول بازی، ماریو باید سریع و پشت سر هم بپرد و بدود، انگشتهای رباتیکی نیز باید بتوانند دکمهها را سریع فشار دهند، رها کنند و دوباره فشار دهند. پیروزی در مرحله اول این بازی نشان میدهد که دست رباتیکی نرم چاپ شده میتواند سریع و دقیق نسبت به دستوراتی که پیوسته تغییر میکنند پاسخ دهد.
منبع: روزنامه جام جم، شماره 6008، چهارشنبه 20 مرداد 1400
