حیوان آهنی‌ها وارد می‌شوند!

اگر قرار است روبات‌ها شانسی برای تبدیل شدن به بخش مهمی از دنیای ما داشته باشند، باید با ظاهر قدیمی خود که شبیه سطل آشغال چرخ‌دار بود، خداحافظی کنند و بیش از پیش ارگانیک شوند؛

حیوان آهنی‌ها وارد می‌شوند!

حیوان آهنی‌ها وارد می‌شوند!

اگر قرار است روبات‌ها شانسی برای تبدیل شدن به بخش مهمی از دنیای ما داشته باشند، باید با ظاهر قدیمی خود که شبیه سطل آشغال چرخ‌دار بود، خداحافظی کنند و بیش از پیش ارگانیک شوند؛ در اینجا با چند بیوبات (biobots) که نمونه‌های برجسته‌ای از ادغام بیولوژی و روباتیک هستند، آشنا می‌شوید.

حیوان آهنی‌ها وارد می‌شوند!الهام گرفته از انسان

اِکسه‌روبات (Ec‌cerobot)

روباتی با عضله، استخوان، تاندون و توانایی یادگیری

اگر پوست انسانی را بردارید، مثل آنچه گوندرون هگنس (کالبدشناس لهستانی) در نمایشگاهش خلق کرد، آنچه باقی می‌ماند شبیه اِکسه‌روبات (مخفف ‌Embodied Cognition in a Compliantly Engineered Robot) خواهد بود. بیشتر روبات‌های انسان‌نما (آندروید‌ها) از مفاصل مکانیکی معمولی ساخته شده‌اند و موتورهای دقیق آنها با پوست لاستیک مانندی پوشیده شده تا شبیه انسان به نظر برسند؛ ولی کیفیت اِکسه‌روبات‌های انسان‌نما بسیار بیشتر از یک پوست عمیق است. «اِکسه‌روبات بدنی مانند انسان دارد و بازوها از تکه‌های استخوان مانندی درست شده‌اند.» اینها سخنان پروفسور اوون هلند، متخصص روباتیک در دانشگاه ساسکس انگلستان و سرپرست پروژه است. او ادامه می‌دهد که: «این استخوان‌های به هم چسبیده به وسیله بافت‌های نرمی که به شکل کائوچو هستند و از طریق کابل به دوک‌های موتورهای الکترونیک متصل شده‌اند حرکت می‌کنند.» پیچ خوردن یا نخوردن کابل‌ها و تغییر ارتفاع طناب، همان منبسط کردن و استراحت دادن ما به عضله‌هایمان است. سپس این عضله‌های مصنوعی، استخوان‌های قابل ارتجاع را می‌کشند تا باعث حرکت شوند. نتیجه، حرکتی است که کیفیت انسانی به این روبات‌ها می‌دهد. هلند می‌گوید: «وقتی روبات سنتی مفصلش را تکان می‌دهد، هیچ تاثیری بر بقیه بدنش ندارد.» به همین دلیل آنها سفت حرکت می‌کنند؛ اما در اِکسه‌روبات هرگاه قسمتی از بدن حرکت کند، این حرکت در میان تمام بدن توزیع می‌شود. کنسرسیوم آزمایشگاه‌های روبات اروپا که اِکسه‌روبات را توسعه داده، اخیرا در جست‌و‌جوی این است که چگونه این نوع از اسکلت عضلانی روبات می‌تواند در ساخت استفاده شود. این کنسرسیوم همچنین یک نسخه اِکسه‌روبات در ابعاد یک پسر واقعی ساخته که روبوی (Roboy) نامیده می‌شود و برخلاف پیشینیان خود پا دارد و می‌تواند راه برود.

حیوان آهنی‌ها وارد می‌شوند!الهام گرفته از گربه‌سانان بزرگ

چیتا
سریع‌ترین روباتی که با چهار پا می‌دود

بوستون دینامیک توسط، دکتر مارک ریبرت استاد سابق ام.آی. تأسیس شده. ساخته‌ی او روباتی به شکل یک سگ بزرگ با چهار پا بود که حتی وقتی از یک سو هل داده می‌شد، می‌توانست راست بایستد. سگ بزرگ دارپا می‌توانست با سرعت مناسبی از موانع عبور کند و در برابر ضربات سهمگین هم به این راحتی سقوط نمی‌کرد؛ ولی روبات چیتا نمایانگر سرعت است. ریبرت می‌گوید: «ما می‌دانیم که ستون فقرات و پشت یوزپلنگ منعطف است و همین ویژگی باعث می‌شود که بدون داشتن پاهای بلند گام‌های بلند بردارد.»

پشت یوزپلنگ بسیار منعطف است؛ به طوری که او را قادر می‌کند تا هنگام دوی سرعتی، پای عقبی خود را تا زیر چانه‌ خم کند. این به این معناست که پاهایش برای مدت بیشتری روی زمین هستند و در نتیجه می‌توانند وزن بیشتری را تحمل ‌کنند. این عامل بسیار مهمی برای دویدن با حداکثر سرعت است. ریبرت می‌گوید: «بنابراین ما روبات چیتا را با پشتی مفصل‌دار و بندبند طراحی کردیم.» چیتا همچنین ویژگی پایداری دینامیکی (حرکتی) را که بسیاری از موجودات هنگام دویدن استفاده می‌کنند، حفظ کرده است. این ویژگی به طور مؤثری از افتادن بدن به جلو جلوگیری می‌کند. اوایل امسال روبات چیتا، رکورد سرعت جهانی روبات‌های پادار را شکست. او با دویدن روی تردمیل، رکورد ۲۹ کیلومتر بر ساعت (۱۸mph ) را از خود به جا گذاشت و رکورد قبلی را که ۲۰ سال پیش و با ۲۱ کیلومتر بر ساعت (۱۲mph ) ثبت شده بود، پشت سر گذاشت. اما هدف، ۴۸ کیلومتر بر ساعت (mph 30) است و روبات چیتا باید رکورد خودش را بشکند. در آینده این روبات‌های بادپا می‌توانند تدارکات و تجهیزات لازم را به سربازان خط مقدم برسانند یا داروها را به مناطق زلزله‌زده حمل کنند. اما قبل از همه اینها چیتا نیاز دارد که روی چهار پای خود بایستد. درحال‌ حاضر چیتا با کمک نیروی عظیمی می‌دود که او را در یک نقطه ثابت نگه می‌دارد، این نیرو از طریق یک کابل به چیتا منتقل می‌شود. چیتا در حال پیشرفت و توسعه در قسمت پردازنده نیرو و سیستم کنترل است.

حیوان آهنی‌ها وارد می‌شوند!الهام گرفته از مارمولک خانگی

TBCP- II

این موجود کوچک توانایی بالارفتن از دیوارهای عمودی را دارد

ساختن روباتی که می‌تواند از دیوارها بالا رود قطعاً مفید است. تصور کنید این روبات از آسمان‌خراشی بالا رود تا شیشه‌های آن را تمیز کند یا وارد ساختمان‌های خطرناک در مناطق جنگی شود. اما رسیدن به این هدف سختی‌ها و مشکلات زیادی دارد. اگر این روبات برای چسبنده بودن از خیسی و رطوبت استفاده کند، از خودش ردپا به جا می‌گذارد. پس این روبات چسبنده باید خشک باشد. می‌توان از مکنده استفاده کرد ولی این کار به مقدار زیادی انرژی و آهن‌ربا احتیاج دارد که این روش بالا رفتن از فلزات را محدود می‌کند. بنابراین محققان در دانشگاه سایمون فریزر کانادا از زندگی واقعی خزنده دیوار یعنی «مارمولک» الهام گرفته‌اند. روبات گکو، TBCP- II نام دارد و ظاهرش اصلا شبیه مارمولک واقعی نیست. این روبات دو پای بادکش مانند دارد. اما چه چیزی دراین بادکش، شبیه مارمولک است؟ در مارمولک خانگی، این بادکش ها با ساختارهای کوچکی به نام مویچه پوشیده شده‌اند. مولکول‌ها روی سطح آنها به مولکول‌هایی در سطح ساختار جذب می‌شوند، نیروی جاذبه بین مولکول‌ها باعث توانایی بالارفتن از دیوار می‌شود. اگرچه نیرویی که به وسیله هر مویچه تولید می‌شود قوی نیست ولی تعداد زیادی از آنها می‌تواند مارمولک را روی دیوار نگه دارد. تیم تحقیقاتی پروژه توانسته است بادکشی مصنوعی خلق کند که نیروی کافی برای چسبندگی روبات گکو تولید می‌کند. همچنین ستون فقرات مفصل‌دار اجازه می‌دهد که این روبات روی دیوار و سقف حرکت کند.

حیوان آهنی‌ها وارد می‌شوند!الهام گرفته از دست انسان

بیوتک
سرانگشت مصنوعی که حس لامسه بهتری نسبت به ما دارد

فینگروبات یا بیوتک (نام رسمی آن BioTac)، استخوان، پوست و حتی اثرانگشت مصنوعی دارد که نه‌تنها از انسان تقلید می‌کند بلکه حتی از حس لامسه ما بهتر و پیشرفته‌تر است. پروفسور جرالد لوئب،متخصص علم تقلید حیات در دانشگاه کالیفرنیا مکانی که در آن بیوتک توسعه یافته است، در انتقاد به سایر روبات‌ها می‌گوید: «با وجود اینکه سرعت و بازدهی بخش روباتیک صنعتی با بودجه ۲۰ میلیارد دلار در سال باید با مهارت و استادی روبات‌ها در انجام کارها توام باشد، این روبات‌ها بسیار کورکورانه و بدون حس لامسه واقعی عمل می‌کنند.»این تک انگشت که توسط لوئب و همکار سابقش دکتر جرمی فیشل توسعه یافته است، تا حد زیادی از انگشت انسان تقلید می‌کند. لوئب می‌گوید: «این روبات یک کپی کورکورانه نیست بلکه اصول عملکرد دست انسان را اقتباس کرده و آن را با شرایط وفق داده است.» نتایج هیجان‌برانگیز است، بیوتک می‌تواند ۹۵ درصد مواقع اجسام را به درستی تشخیص دهد و اقلامی را که انسان‌های داوطلب نتوانستند فقط با استفاده از حس لامسه تشخیص دهند، شناسایی کند.
پوست قابل ارتجاع بیوتک به وسیله لفافی مایع از استخوان پلاستیک مانند جدا می‌شود، بسیار شبیه انگشتان ما. وقتی انگشت مصنوعی روی سطح می‌لغزد، پوست به شیوه‌های مشخصی تکان می‌خورد و این لرزش‌ها به وسیله هیدروفون در داخل استخوان صورت می‌گیرد. لرزش‌ها به وسیله الگوریتم‌هایی که برای گرفتن فرایند تفکر انسان‌ها طراحی شده‌اند، آنالیز می‌شوند تا هنگام توصیف بافت سطوح استفاده شوند. سایر انواع حسگرها که می‌توانند گرما و فشار را حس کنند به فرایند شناسایی کمک می‌کنند. خوشبختانه در بیوتک، تنها حسی که تجربه نمی‌شود درد است.لوئب و فیشل در شرکتی به نام سین تاچ (SynTouch) شریک هستند و حسگرهای بیوتک را به تولیدکنندگان روبات‌های صنعتی و دست‌های پروتز می‌فروشند.

منبع: مجله‌ی اینترنتی دانستنی‌ها

http://www.professorha.ir

پاسخ تلفنی به سوالات شما
پاسخ تلفنی به سوالات مشاوره ای و آموزشی شما

باسخ به سوالات شما در زمینه مشاوره کارنامه و هدف گذاری برای آزمون ها ، شروع مطالعه برای کنکور 97 ، روش درس خواندن ، مدیریت منابع و تکمیل ظرفیت کنکور 96 و ...

از طریق تلفن ثابت در سراسر کشور بدون پیش شماره
با شماره 9099071219 تماس بگیرید
ساعت پاسخگویی از 8 صبح تا 12 شب
الکتریسیته ساکن از فیزیک و آزمایشگاه 3 یازدهم
  برای شرکت در کلاس کلیک کنید( يازدهم تجربي)
دبیر : حسین ناصحی