این ربات می‌تواند آسیب‌های خود را ترمیم کند

منتشر شده در interestingengineering به تاریخ ۸ دسامبر ۲۰۲۲
لینک منبع A robot can self-heal in about a minute after detecting damage

ربات‌های نرم توانایی تغییر ساختار خود را دارند، اما به دلیل موادی که با آن ساخته شده‌اند، می‌توانند به راحتی آسیب ببینند. مهندسان دانشگاه کورنل در ایتاکا، نیویورک، روبات نرمی ساختند که پس از تشخیص آسیب یا جراحت، توانایی بهبود خود را دارد.

این تیم به سرپرستی راب شپرد، دانشیار مهندسی مکانیک و هوافضا در مهندسی کرنل در دانشگاه کرنل، می‌خواستند رباتی بسازند که بتواند آسیب را با استفاده از حسگرهای نوری و مواد کامپوزیتی تشخیص دهد. آن‌ها حسگرها و مواد را با هم ترکیب کردند تا ربات نرم خود‌ترمیم‌شونده را بسازند. این مطالعه روز7 دسامبر، در مجله Science Advances منتشر شد.

ربات می‌تواند آسیب را شناسایی کرده و آن را درمان کند

محققان این ربات نرم را به گونه‌ای ساخته‌اند که حتی اگر آسیب دیده باشد، بتواند مدت بیشتری کار کند. شپرد گفت: "آزمایشگاه ما همیشه در تلاش است تا روبات‌ها را بادوام‌تر و چابک‌تر بسازد، بنابراین آن‌ها طولانی‌تر با قابلیت‌های بیشتری کار می‌کنند." موضوع این است که اگر ربات‌ها را مجبور کنید برای مدت طولانی کار کنند، آسیب زیادی به آن‌ها وارد می‌شود. و بنابراین چگونه می‌توانیم به آن‌ها اجازه دهیم که این آسیب را تعمیر یا مقابله کنند؟»

شپرد و تیمش خاطرنشان کردند که ربات ابتدا باید اذعان کند که آسیبی وجود دارد تا بداند که نیاز به تعمیر دارد. او از حسگرهای فیبر نوری قابل کشش آزمایشگاه رباتیک ارگانیک خود برای ساخت ربات‌های نرم و سایر قطعات ضروری استفاده کرد. سنسورها به روش‌های مختلفی استفاده شده‌اند، از جمله در طراحی پوسته قابل کشش.

نورهای LEDاز طریق یک موجبر نوری، ساختاری برای هدایت نور، ارسال می‌شوند. سپس، یک فتودیود – نیمه‌هادی که جریان جریان را امکان‌پذیر می‌کند - تغییرات در شدت پرتو را تشخیص می‌دهد تا مشخص کند که چه زمانی ماده تغییر شکل داده یا آسیب دیده است. موجبرها حتی اگر سوراخ یا بریده شده باشند همچنان می‌توانند نور را از خود عبور دهند.

تیم تحقیقاتی حسگرها را با یک الاستومر اوره پلی یورتان ترکیب کرد، ماده‌ای انعطاف‌پذیر که پیوندهای هیدروژنی را برای بهبود سریع و تبادل دی سولفید را برای استحکام ترکیب می‌کرد. ادغام این مواد با هم منجر به SHeaLDS شد: راهنمای نور خودترمیم‌شونده برای سنجش پویا.

نمایش SHeaLDS

این SHeaLDS ها در برابر آسیب مقاوم هستند و می‌توانند از بریدگی‌ها بدون دخالت خارجی خود ترمیم شود. محققان SHeaLDSرا در یک ربات نرم نصب کردند تا نحوه عملکرد آن را نشان دهند. این ربات شبیه یک ستاره دریایی چهار پا بود و کنترل بازخورد نیز در آن نصب شده بود.

محققان یکی از پاهای ربات را شش بار سوراخ کردند. ربات هر بار توانستند آسیب را تشخیص دهد و خود ترمیم شود. فقط یک دقیقه طول کشید تا ربات خودش را التیام بخشد. همچنین می‌توانست راه رفتن خود را به‌طور خودکار پس از احساس آسیب تطبیق دهد و به یک ربات محکم اجازه دهد که بتواند خود را ترمیم کند.

استفاده آینده از ربات‌های نرم با هوش مصنوعی

اگرچه این ربات بادوام است، اما کاملاً نشکن نیست. شپرد گفت: «آن‌ها خواصی مشابه گوشت انسان دارند.» «شما در اثر سوختن، یا چیزهایی که اسید یا گرما دارند خوب نمی‌شوید، زیرا این مواد خواص شیمیایی را تغییر می‌دهد. اما ما می‌توانیم کار خوبی برای بهبودی بریدگی‌ها انجام دهیم.»

شفارد و تیم تحقیقاتی‌اش می‌خواهند SHeaLDS را با الگوریتم‌های یادگیری ماشینی ادغام کنند که تجربیات عینی را تشخیص می‌دهند، مانند رباتی که آسیب را درمان می‌کند. آن‌ها امیدوارند که ربات آینده دارای توانایی‌های خود درمانی باشد اما بتواند وظایف بیشتری را نیز انجام دهد. در نهایت، آن‌ها «رباتی بسیار بادوام خواهند ساخت که دارای پوست خود ترمیم شونده است، اما از همان پوست برای احساس محیط اطراف خود استفاده می‌کند تا بتواند کارهای بیشتری را انجام دهد».

این متن با استفاده از ربات ترجمه مقالات علمی ترجمه شده و به صورت محدود مورد بازبینی انسانی قرار گرفته است. در نتیجه می‌تواند دارای برخی اشکالات ترجمه باشد.

مقالات لینک‌شده در این متن می‌توانند به صورت رایگان با استفاده از مقاله‌خوان ترجمیار به فارسی مطالعه شوند.