Aksariyat robotlar haddan tashqari hajmli va qattiq bo'lishi mumkin bo'lgan motorli vositalar orqali tushunish va teginish qobiliyatiga erishadilar. Kornell universiteti guruhi odamlar kabi yumshoq robotning o'z atrofini his qilish usulini o'ylab topdi.
Mashina va aerokosmik muhandislik kafedrasi dotsenti va bosh tadqiqotchi Robert Shepherd boshchiligidagi guruh. Organik robototexnika laboratoriyasi, cho'zilishi mumkin bo'lgan optik to'lqin o'tkazgichlar yumshoq robot qo'lda egrilik, cho'zilish va kuch datchiklari sifatida qanday ishlashini tavsiflovchi maqola chop etdi.
Doktorant Huichan Chjao ""ning bosh muallifi.Uzatiladigan optik to'lqin o'tkazgichlari orqali optoelektronik innervatsiya qilingan yumshoq protez qo'l"Science Robotics" jurnalining debyut nashrida tasvirlangan. Gazeta 6 dekabrda chop etilgan; Shuningdek, Shepherd's laboratoriyasining doktorantlari Kevin O'Brayen va Shuo Li ham hissa qo'shdilar.
"Bugungi kunda robotlarning aksariyati tananing tashqi tomonida narsalarni sirtdan aniqlaydigan sensorlarga ega", dedi Chjao. "Bizning sensorlarimiz tanaga birlashtirilgan, shuning uchun ular robotning qalinligi orqali uzatiladigan kuchlarni aniqlay oladi, masalan, biz va barcha organizmlar og'riqni his qilganimizda."
Optik to'lqin o'tkazgichlar 1970-yillarning boshidan beri ko'plab sezish funktsiyalari, jumladan, taktil, pozitsiya va akustik uchun qo'llanila boshlandi. Ishlab chiqarish dastlab murakkab jarayon edi, ammo so'nggi 20 yil ichida yumshoq litografiya va 3-D bosib chiqarishning paydo bo'lishi oson ishlab chiqariladigan va yumshoq robotik dasturga kiritilgan elastomerik sensorlarning rivojlanishiga olib keldi.
Cho'pon guruhi yadro (yorug'lik tarqaladigan) va LED (yorug'lik chiqaradigan diod) va fotodiodni o'z ichiga olgan qoplamani (to'lqin o'tkazgichning tashqi yuzasi) ishlab chiqarish uchun to'rt bosqichli yumshoq litografiya jarayonidan foydalangan.
Protez qo'l qanchalik ko'p deformatsiyalansa, yadro orqali yorug'lik yo'qoladi. Fotodiod tomonidan aniqlangan yorug'likning o'zgaruvchan yo'qolishi protezga atrofni "sezish" imkonini beradi.
"Agar protezni bukish paytida yorug'lik yo'qolmasa, biz sensorning holati haqida hech qanday ma'lumot olmagan bo'lardik", dedi Shepherd. "Yo'qotish miqdori uning qanday egilganiga bog'liq."
Guruh o'zining optoelektronik protezidan turli vazifalarni bajarish uchun foydalangan, jumladan, shakl va teksturani tushunish va tekshirish. Eng muhimi, qo'l uchta pomidorni skanerlab, yumshoqligi bo'yicha eng pishganini aniqlashga muvaffaq bo'ldi.
Chjaoning so'zlariga ko'ra, ushbu texnologiya protezlardan tashqari ko'plab potentsial foydalanishga ega, jumladan, Cho'pon bilan birga o'rgangan bio-ilhomlangan robotlar. Meyson Pek, mexanika va aerokosmik muhandislik kafedrasi dotsenti, kosmik tadqiqotlarda foydalanish uchun.
"Ushbu loyihada sensorli fikr-mulohazalar yo'q," dedi Shepherd, Pek bilan hamkorlikni nazarda tutib, "lekin agar bizda sensorlar bo'lsa, biz yonish paytida shakl o'zgarishini [suv elektrolizi orqali] real vaqtda kuzatib borishimiz va amalga oshirish uchun yaxshiroq harakat qilish ketma-ketligini ishlab chiqishimiz mumkin edi. tezroq harakat qiladi."
Yumshoq robototexnikadagi optik to‘lqin o‘tkazgichlar bo‘yicha kelgusidagi ishlar sensorli imkoniyatlarni oshirishga, qisman murakkabroq datchik shakllarini 3D bosib chiqarishga va ko‘paygan sensorlardan signallarni ajratish usuli sifatida mashinani o‘rganishni qo‘shishga qaratiladi. "Hozirda, - dedi Cho'pon, - teginish qaerdan kelganini aniqlash qiyin."
Ushbu ish Harbiy havo kuchlari ilmiy tadqiqotlar boshqarmasi granti tomonidan qo'llab-quvvatlandi va undan foydalanildi Kornel NanoScale Fan va Texnologiya Facility va Kornel Materiallarni o'rganish markazi, ularning ikkalasi ham Milliy fan jamg'armasi tomonidan qo'llab-quvvatlanadi.
- Tom Fleischman, Kornel universiteti