اکنون ربات ها می توانند بدون برق کارهای پیچیده انجام دهند
لینک وبسایت: مهندسان نخستین سیستمی را که ربات ها را قادر به انجام کارهای پیچیده بدون برق می کند، ساخته اند. آنها یک مدار برگشت پذیر با یک دریچه قابل تنظیم ایجاد کردند که از سیگنال های فشار برای کنترل ربات های نرم استفاده می نماید.
به گزارش لینک وبسایت به نقل از ایسنا، مهندسان روشی پیشرفته برای انتقال دستورالعمل های پیچیده به ربات ها بدون استفاده از برق به وجود آورده اند. این بطور بالقوه می تواند فضای پردازش بیشتری را در سیستم ربات ها برای عملکردهای پیشرفته آزاد کند.
پژوهشگران کالج کینگ لندن(KCL) نوعی مدار کوچک جدید را توسعه داده اند که بوسیله تغییرات فشار مایع ارتباط برقرار می کند و از عملکرد بدن انسان الهام می گیرد.
این تکنیک ربات ها را قادر می سازد تا وظایف را مستقل از سیستم های الکتریکی معمولی با انتقال یک مجموعه دستورات با بهره گیری از سیال درون مدار انجام دهند.
طبق بیانیه این تیم، این تکنیک ابتدا امکان ابداع نسل جدیدی از ربات ها را فراهم می آورد که بدنه های آنها می توانند مستقل از مرکز کنترل داخلی خود عمل کنند و این فضا بطور بالقوه بجای آن برای نرم افزارهای پیچیده تر مبتنی بر هوش مصنوعی استفاده می شود.
نوآوری دریچه نرم
ربات های نرم که به علت انعطاف پذیری و ایمنی بالا شناخته شده اند، در کاربردهای مختلف مانند دستگاه های پوشیدنی مفید شناخته شده اند. بطور معمول، این ربات ها بوسیله سیستم های سنتی با بهره گیری از دریچه های برقی، تنظیم کننده ها و پمپ ها کنترل می شوند که تحرک و کوچک سازی آنها را محدود می کند.
دانشمندان برای حل این مشکل درحال بررسی طرح های جدیدی برای دریچه ها و پمپ های نرم هستند که می توانند در بدنه ربات ها ادغام شوند و کارآیی آنها را بهبود بخشند و امکان استفاده از آنها در محیط های سخت را فراهم آورند.
این دریچه های نرم که جریان سیال را با خم کردن لوله ها کنترل می کنند، نیاز به خیلی از ورودی های کنترل را کم می کنند.
تعدادی از طرح ها می توانند حالت های قبلی را به خاطر بسپارند یا فراموش کنند و برخی دیگر می توانند نوسان گرهایی ایجاد کنند که مانند ساعت کار می کنند و ربات ها را قادر می سازد تا کارهایی مانند شنا و کوهنوردی را انجام دهند. با این وجود، روش های خاص هنوز به خیلی از دریچه ها و شیرهای تنظیم فشار اضافی برای تنظیم دقیق عملیات خود احتیاج دارند.
آنتونیو فورته(Antonio Forte) مدرس ارشد مهندسی در کالج کینگ لندن و نویسنده ارشد این مطالعه در اطلاعیه ای اظهار داشت: نرم افزار در سالهای اخیر به سرعت پیشرفت کرده است، اما برای سخت افزار چنین نبوده است. ما با بوجودآوردن یک سیستم سخت افزاری مستقل از نرم افزاری که آنرا اجرا می کند، می توانیم مقدار زیادی از بار محاسباتی را روی سخت افزار تخلیه نماییم.
کنترل مبتنی بر فشار
ربات ها هم اکنون برای کار کردن بطورکامل به برق و تراشه های کامپیوتری وابسته هستند. یک «مغز» رباتیک متشکل از الگوریتم ها و نرم افزارها دستورات را بوسیله رمزگذارها به بدن ربات ترجمه می کند و سپس اقداماتی را انجام می دهد.
در رباتیک نرم، جایی که دستگاه هایی مانند ماهیچه های رباتیک از مواد انعطاف پذیر ساخته می شوند، این اتکا به قطعات الکترونیکی سخت، چالش هایی را به وجود می آورد. کارهای پیچیده مانند گرفتن دستگیره درب، فشار بیشتری بر نرم افزار وارد می کند، برای اینکه مواد نرم نیاز به رمزگذاری پیچیده دارند.
دانشمندان بمنظور حل این مشکل، یک مدار برگشت پذیر ایجاد کردند که یک دریچه قابل تنظیم را در سخت افزار ربات قرار می دهد. این شیر از سیگنال های فشار که شبیه به کدهای دودویی هستند، دقیقاً مانند یک ترانزیستور در مدارهای معمولی برای کنترل حرکات استفاده می نماید.
به این علت ربات ها می توانند حرکات پیچیده ای را بدون استفاده از برق یا سیستم کنترل متمرکز انجام دهند. رویکرد مبتنی بر فشار در مقایسه با مدارهای مبتنی بر سیال فعلی، انعطاف پذیری و کنترل بیشتری را فراهم می آورد.
این مدار جدید، کنترل را از نرم افزار به سخت افزار منتقل می کند، بار محاسباتی را می کاهد و راه را برای سیستم های رباتیک قدرتمندتر و سازگارتر در آینده هموار می کند.
راه حل های فشار مقیاس پذیر
این طرح می تواند ربات ها را قادر سازد در مکان هایی که الکتریسیته در دسترس و استفاده از آن عملی نیست، مانند محلهای مستعد تشعشع یا فضاهای حساس الکتریکی مانند اتاق های ام آرآی کار کنند. این ربات ها همین طور جهت استفاده در مناطق محروم با دسترسی ضعیف به برق در نظر گرفته شده اند.
چالش های پیش بینی شده در مقیاس بندی این مدار برای ربات های بزرگ تر شامل اتصال آنها به یک منبع فشار مداوم است. برای حل این مشکل، مدارهای فشار باید با ورودی های کم فشار سازگار باشند.
مصطفی موسی محقق کارشناسی ارشد در کالج کینگ لندن و یکی از نویسندگان این مطالعه می گوید: این چیزی است که ما هم اکنون روی آن کار می نماییم و قدمهای بزرگی در امتداد این هدف برداشته ایم و انتظار داریم به زودی آنرا عرضه نماییم.
این فناوری همین طور با غلبه بر محدودیت های فعلی در مهارت، پتانسیل افزایش رباتیک نرم را دارد. یک ربات واحد می تواند با پیکربندی مجدد عنصر اصلی خود، یعنی دریچه ای که فرکانس سیگنال را تغییر می دهد، بدون تغییر اجزای مدار، عملکرد متفاوتی داشته باشد.
هدف، گسترش این توانایی است و ربات ها را قادر می سازد تا وظایف مختلفی را بدون تغییر محرک ها یا مدارها انجام دهند که این امر موجب صرفه جویی در وقت و انرژی ربات ها می شود.
هدف فعلی این تیم این است که اختراع خودرا جهت استفاده های گسترده تر، ادغام این مدارها در سیستم های محرک با موتورهای نرم یا ربات هایی که بر نیروگاه ها نظارت می کنند، بالا برند.
جزییات یافته های این تیم در مجله Advanced Science انتشار یافته است.
منبع: لینك وبسایت
این مطلب را می پسندید؟
(1)
(0)
تازه ترین مطالب مرتبط
نظرات بینندگان در مورد این مطلب