ربات‌هایی که از هر جهت قابل مقایسه با حیوانات هستند. آنها حرکت می‌کنند، راه می‌روند، می‌خزند، پرواز می‌کنند و در مجموع می‌توانند خصوصیات مختلف وضعی و انتقالی یک جانور را نشان دهند. این دسته از ربات‌ها مفهوم و حوزه بسیار جذابی از ربات‌های پیچیده هستند که دانشمندان برای طراحی و ساخت آنها توجیهات متنوع و خاص خود را دارند. نفوذ به دنیای مرموز و مملو از راز جانوران همواره یکی از آرزوهای دانشمندان بوده است. در حقیقت آنها می‌خواهند به سطوح مختلفی از ناشناخته‌های زندگی جانوران دست پیدا کنند و اکنون با تلفیق تازه‌ترین دستاوردهای دانش رباتیک با جدیدترین پیشرفت‌های عرصه الکترونیک و هوش مصنوعی گام‌های امیدوارکننده‌ای به سوی دستیابی به این مهم برداشته‌اند. بی‌شک طراحی و ساخت ربات‌هایی از این دست مشکلات و پیچیدگی‌های خاص خود را نیز دارند.
کد خبر: ۲۴۹۹۷۰

حرکات بسیار متنوع جانوران در زمان پرواز، شنا کردن و دویدن و تلفیق اندام‌های مختلف در خلق یک حرکت چیزی نیست که بتوان به راحتی از کنار آن گذشت و البته به دلیل همین پیچیدگی‌هاست که ابداع‌کنندگان این فناوری هنوز و به رغم تلاش‌های چندین دهه‌ای، خود را در ابتدای راهی طولانی و بدون انتها می‌بینند، اما به هر تقدیر تلاش آنها و نتایج جذابی که اکنون مشاهده خواهید کرد، قابل ستایش و دیدنی است.

رباتی که مثل ملخ می‌پرد‌‌!

تحقیقات صورت گرفته در دانشگاه باث در زمینه طراحی و ساخت ربات‌های جانورنما ازجمله طرح‌های موفق و پیشرفت‌های امیدوارکننده در این زمینه است. محققان علوم رباتیکی این دانشگاه در سال‌های اخیر توانسته‌اند در زمینه ربات‌های با قابلیت پریدن دست به ابداعات خیره‌کننده‌ای بزنند. البته در رباتی که این محققان ارائه کرده‌اند Jollbot نام دارد اثری از پاهای قدرتمند ملخ دیده نمی‌شود، اما با وجود این ربات‌ می‌تواند به طرز خیره‌کننده‌ای بپرد. این ربات‌ در قالب یک محصول کروی شکل ارائه شده است و تقریبا هیچ مانعی نمی‌تواند آن را از ادامه حرکت متوقف کند. در حقیقت محققان این دانشگاه به گونه‌ای ربات‌ جهنده Jollbot را طراحی و ساخته‌اند که در تمامی سطوح و بخصوص نواحی صعب‌العبور قابلیت جهش را دارد. همه این قابلیت‌ها تنها به واسطه ساختار اسکلتی بسیار سبک و در عین حال ارتجاعی ربات‌ است و البته این دقیقا چیزی است که در ساختار اسکلت طبیعی حشرات و جانورانی نظیر ملخ دیده می‌شود حال آن که این جانور از قدرت جهش خیره‌کننده‌ای برخوردار است.

اما ساختار کلی و درونی این ربات‌ نیز در نوع خود جالب توجه است. استفاده از تازه‌ترین پیشرفت‌های جهانی در زمینه دانش طراحی و ساخت ریز موتورهای الکتریکی کمک زیادی به محققان دانشگاه باث کرده است. در حقیقت ربات Jollbot ‌ بر پایه موتورهای طراحی شده است که با ایجاد وضعیت فشردگی در سیم پیچها و فنرهای مختلف، قابلیت پرش طولانی را به هنگام آزاد شدن فنرها پیدا می‌کند. در نتیجه ربات‌ می‌تواند خود را تا مسافت قابل توجهی پرتاب کند. در بررسی‌های آزمایشگاهی که به تازگی روی این ربات‌ در محیط باز صورت گرفته است، پرش تا ارتفاع 60 سانتیمتری از سطح زمین نیز به ثبت رسیده است که در نوع خود رکوردی خیره‌کننده به حساب می‌آید. این ربات‌ به عنوان جرقه‌ای برای طراحی و ساخت سازه‌های رباتیکی قابل اطمینان به منظور اکتشافات گسترده در سایر سیارات به حساب می‌آید. آرمور مغز متفکری که در طراحی و ساخت این ربات‌ حضور داشته است، می‌گوید: قابلیت مانوردهی و پایداری رباتJollbot ‌ بسیار قابل توجه است و از این رو می‌توانیم به آن به عنوان سیستم حرکتی مستقلی نگاه کنیم که در آینده‌ای نه چندان دور راهی سیارات دور دست می‌شود. به عقیده دانشمندان رباتJollbot ‌ یکی از مهمترین موفقیت‌های اخیر و تاثیرگذار در دانش رباتیکی جهان محسوب می‌شود که الگوبرداری متمایزی از دنیای حیوانات داشته است.

رباتی فرز و چالاک مثل گنجشک برای پرواز در هوا

اگر در زمینه طراحی و ساخت ربات‌های جانور نما که در الگوبرداری از حرکات مختلف وضعی و انتقالی حیوانات قابل توجه هستند نگاه کلی داشته باشیم، آن دسته از ربات‌هایی را که در زیر آب و در هوا حرکت می‌کنند باید به جرات به عنوان سخت‌ترین دستاورد دانشمندان در این عرصه عنوان کرد. رباتی که همچون ماهی تلفیقی از حرکات چندین باله را داشته و در نهایت می‌تواند حرکت ملایم و یکنواختی در میان امواج آب داشته باشد و همچنین رباتی که همچون پرنده‌ای تند و چالاک در هوا به پرواز در می‌آید، دستاوردهایی هستند که در گذشته‌ای نه چندان دور تنها در حد و اندازه یک رویای علمی و تحقیقاتی بوده اما در حال حاضر و با تلاش دانشمندان دانشگاه‌های مختلف جهان از جمله دانشمندان دانشگاه واشنگتن به حقیقت تبدیل شده‌اند. در این میان رباتی همچونRoboSwift که به خوبی در آسمان و همچون پرنده تند و چالاکswift پرواز می‌کند چند وقتی است که خبرساز شده است. این ربات‌ که با الهام گرفتن از پرنده‌ای سریع و چالاک و شبیه گنجشک‌های معمولی طراحی و ساخته شده است در حقیقت ریز هواپیمای پرنده شکلی است که از قدرت مانوردهی خیره‌کننده‌ای در هوا برخوردار است. هدف اصلی دانشمندان دانشگاه واشنگتن این بوده است تا از پرنده‌ای در این پروژه الگوی‌برداری کنند که تقریبا تمامی عمر خود را در پرواز کردن سپری می‌کند تا به این ترتیب ربات‌ پرنده‌ای را ارائه نمایند که بالاترین توانایی را در پرواز‌های طولانی و متوالی داشته باشد. دانشمندان برای ساخت این ربات‌ زمان زیادی را صرف بررسی دقیق و موشکافانه این پرنده بویژه در زمان شکار حشرات کردند و در نهایت توانستند با استفاده از الگوهای خاص طراحی، سازه‌ای ارائه نمایند که به هنگام پرواز در هوا قسمت‌های مختلف بال‌های خود را با توجه به هدفی که برای آن از پیش برنامه‌ریزی شده است به حرکت درآورد. این دقیقا چیزی است که در این پرنده و به هنگام شکار حشرات دیده می‌شود. پرنده که از سرعت خیره‌کننده‌ای نیز برخوردار است حشره را دنبال کرده و این درحالی است که حرکات بال‌هایش را با آخرین وضعیت حرکتی خود و حشره منطبق می‌کند. این ربات‌ را می‌توان به عنوان یکی از سیستم‌های جاسوسی در آینده‌ای نه‌چندان دور عنوان کرد چون به گونه‌ای ساخته شده است که شباهت زیادی به خفاش‌ها داشته و از‌‌این‌‌رو چندان جلب توجه نمی‌کند. دکتر دیوید لنتینک که طراحی و ساخت این ربات‌ را هدایت و سرپرستی کرده است هم‌اکنون و با توجه به موفقیتی که در این پروژه داشته است فاز بعدی تحقیقات خود را آغاز کرده است. وی در حال بررسی حرکات شناوری پرندگان در تونل‌های بادی است و در عین حال در تلاش است تا چگونگی استفاده از فناوری سیستم موقعیت‌یاب جهانی در این ربات‌ را مورد بررسی قرار دهد تا بتدریج بر استقلال پروازی آن اضافه کند.

عروس دریایی رباتیکی گزینه‌ای برای کنکاش در اعماق اقیانوس‌ها

این بار به زیر آب می‌رویم. اینجا محیطی است که نه‌تنها دانشمندان را در طراحی و ساخت ربات‌های شبیه حیوانات زیر آب نظیر ماهی‌ها با موانع و محدودیت‌های زیادی روبه‌رو می‌کند، بلکه لزوم استفاده از تجهیزات و فناوری‌های ضدآب نیز تبدیل به یک باید غیرقابل اجتناب می‌شود. در حالی که در دنیای ربات‌های زیرآبی اکثر آنها نیازمند به شبکه‌ای از ارتباطات دائم با دانشمندان یا رابط‌های ماهواره‌ای دارند، ربات‌هایی که می‌توانند با انتقال و تبادل اطلاعات با یکدیگر هدف مشخصی را انجام دهند به عنوان دستاوردی متمایز و حتی تاریخی در دنیای ربات‌های جانورنما محسوب می‌شود و این پروژه‌ای است که در دانشگاه واشنگتن عملی شده است. در حقیقت مهم‌ترین مشخصه این ربات‌ها این است که تنها از طریق تبادل اطلاعات و داده‌های به دست آمده با یکدیگر می‌توانند برای دانشمندان و کاشفان سودمند باشند. طی 5 سال گذشته دانشمندان دانشگاه واشنگتن 3 دستگاه ربات‌ زیر آبی جدیدی طراحی و ساخته‌اند که به عنوان ربات‌ ماهی باRobofish گفته می‌شود. این ربات‌ها در زیر آب و هنگام حرکت با یکدیگر در ارتباط بوده و به تبادل اطلاعات با هم مشغول هستند.

نخستین آزمایشات مربوط به این ربات‌ها و صحت تبادل اطلاعات در میان آنها نیز در نوع خود جالب توجه بوده است. در این آزمایش ربات‌های به گونه‌ای برنامه‌ریزی شده بودند تا همگی یا در یک جهت مشخص یا جهت‌های متفاوت شنا کنند. آزمایشات اولیه کاملا موفقیت‌آمیز بوده است و به گفته ابداع‌کنندگان فناوری، ربات‌ها توانستند در هر دو سری آزمایشات ارتباط خود را با یکدیگر حفظ کنند.

این موفقیت دانشمندان را بر آن داشته است تا به این فناوری به عنوان ابزار آتی در زمینه اکتشافات درون اقیانوسی و شناسایی نقاط ناشناخته در اعماق اقیانوس‌ها نگاه کنند. این ربات‌ نیازی به استفاده از اکسیژن نداشته و تنه برای برقرار ارتباط با ماهواره‌ها و انتقال داده‌ها و اطلاعات به دست آمده از سایر اعضای گروه به سطح آب می‌آید. از نکات جالب توجه در این فناوری می‌توان به این اصل اشاره کرد که این ربات‌ها می‌توانند اهداف مورد نظر خود را در فواصل دور دنبال کنند. مثلا تعقیب گروه وال‌ها و یا لکه‌های در حال حرکت و عظیم نفتی ازجمله اهدافی هستند که با توجه به برنامه‌ریزی دانشمندان مورد توجه قرار می‌گیرد.

مگس رباتیکی؛ سازه‌ای هوشمند برای رخنه به زیر آوار

دانش طراحی و ساخت ریزربات‌ها روز به روز در حال توسعه و تکمیل‌تر شدن است، اما برای رسیدن به نقطه مورد نظر باید گفت که هنوز در ابتدای راه هستیم. با این حال زمانی که صحبت از طراحی و ساخت رباتی می‌شود که در حد و اندازه مگس بوده و تنها 60 میلی‌گرم وزن دارد می‌توان به جرات گفت که تلاش دیرپای دانشمندان در حال شکوفایی است. پس از موفقیت‌های چندین سال اخیر دانشمندان در زمینه طراحی و ساخت ربات‌های پرنده، اکنون نوبت به کوچک و کوچک‌تر شدن این ربات‌ها شده است. تازه‌ترین دستاورد در این زمینه به رباتی بازمی‌گردد که تنها 8 میلی‌متر طول داشته و جالب این است که تنها کمتر از یک ماه نیز عمر دارد. البته این ویژگی اخیر به واسطه طول عمر باتری‌هایی است که در آن کار گذاشته شده است. ارائه این فناوری نوین کار چندان ساده‌ای نبوده است. در حقیقت آنچه که در این زمینه ارائه شده نتیجه تحقیقات و آزمایشاتی است که در حدود یک دهه گذشته انجام شده است. با این حال محققان آزمایشگاه میکرورباتیک دانشگاه هاروارد در نهایی سازه ایده خود موفق بوده‌اند. آنچه که آنها طراحی و ساخته‌اند به خوبی حرکات یک مگس را شبیه‌سازی می‌کند. مگس رباتیکی آنها طول بالی در حدود 3 سانتی‌متر داشته و از این رو می‌توان به آن به عنوان ایده خوبی برای دستیابی به نقاط صعب‌العبور نظیر آوارهای بر جای مانده از زمین‌لرزه‌ها، سیلاب و حتی ریزش کوه در جاده‌های ارتباطی و تونل‌ها نگاه کرد. استفاده از این فناوری نوین در عملیات‌های شناسایی نیز ازجمله اهدافی است که طراحی و ساخت آن را توجیه کرده است. پس از موفقیت‌های اولیه این فناوری، اکنون نوبت به چگونگی استفاده از حسگرهای مختلف در ساختار این مگس است تا بیش از پیش بر قابلیت‌های آن افزوده شود. همچنین سیستم‌های کنترل پرواز و باتری‌هایی با طول عمر بیشتر نیز در برنامه آتی دانشمندان این پروژه قرار دارد.

ربات‌هایی با الهام گرفتن از ماهی

یکی از شناخته‌شده‌ترین شرکت‌های تحقیقاتی در زمینه ارائه ربات‌هایی با ویژگی الگوبرداری از حرکات حیوانات، شرکتFesto در آلمان است که به تازگی با ارائه دو ربات‌ جدید خبرساز شده است. این دو ربات‌ با الهام گرفتن از حرکات ماهی ژله‌ای طراحی و ساخته شده‌اند. یکی از این دو ربات‌ یعنیAirJelly در هوا شناور شده و حرکت می‌کند. در حقیقت در ساخت این ربات‌ از ریزمحفظه‌های مملو از گاز هلیوم استفاده شده است تا با استفاده از آنها ربات‌ به خوبی در هوا به حالت شناور باقی بماند. در ساختار این ربات‌ از دو باتری پلیمری لیتیومی استفاده شده است. شرکت فستو اعلام کرده است که حرکات این ربات‌ گامی بلند به سوی طراحی و ساخت سیستم‌های پروازی سبک‌وزن در هواست، اما ربات‌ کوچک‌تر کهAquaJelly نام دارد به 11 دیود نوری مادون قرمز مجهز است تا با استفاده از آنها به راحتی با سایر ربات‌هایAquaJelly در زیر آب ارتباط برقرار کند. این ربات‌ به خوبی در آب شناور می‌شود و می‌تواند اهداف مختلف حتی اهداف متحرک را نیز زیر نظر بگیرد. طراحی این ربات‌های دوقلو الهام‌بخش این حقیقت است که جایی برای نتوانستن در دنیای طراحی و ساخت سازه‌های رباتیکی با الهام گرفتن از جانوران وجود ندارد.

فاطمه پور‌مزرعه

newsQrCode
ارسال نظرات در انتظار بررسی: ۰ انتشار یافته: ۰

نیازمندی ها