رباتهای کوچک پل زنده ساختند+فیلم
پژوهشگران آزمایشگاه رباتیک و هوش مصنوعی دانشگاه چینی هنگکنگ (CUHK) در شنژن در یک نمایش ویدئویی جدید نشان دادهاند که چگونه گروهی از رباتهای کوچک کروی و الهامگرفته از حلزون میتوانند با بازآرایی لحظهای خود یک مسئله فیزیکی حملونقل را بهصورت جمعی حل کنند.
به گزارش برنا، در این آزمایش پنج ربات یکسان بدون استفاده از رمپ ریل یا سازههای از پیشساخته یک واحد را از سکویی پایینتر به سکویی کمی مرتفعتر و از روی یک شکاف منتقل میکنند. بهجای تکیه بر مکانیزمهای ثابت رباتها خودشان یک سازه موقت میسازند؛ بهطوریکه چهار ربات روی هم قرار میگیرند و ستونی شیبدار میان دو سطح ایجاد میکنند. سپس ربات پنجم از این ساختار بالا میرود و در حالی که رباتهای پایینی بهطور ظریف موقعیت خود را تغییر میدهند تا وزن و شیب را بازتوزیع کنند به سطح بالاتر میرسد. در این فرایند گروه برای لحظاتی مانند یک بدن واحد و مفصلدار عمل میکند؛ نوعی رمپ زنده که پس از انجام ماموریت بهراحتی از هم باز شده و هر ربات دوباره به حرکت مستقل بازمیگردد.
این سامانه که در مقالهای در نشریه Nature Communications معرفی شده یک گروه رباتی زمینی سهبعدی با قابلیت بازپیکربندی خودکار است که از ماژولهای فشرده و گنبدیشکل تشکیل شده و به رباتهای حلزونی شهرت دارد. هر ربات میتواند بهصورت مستقل حرکت کند یا برای عبور از موانعی مانند پلهها، شکافها، خندقها و لبهها بهطور فیزیکی به رباتهای دیگر متصل شود.
پژوهشگران CUHK شنژن در این مقاله به یکی از محدودیتهای رایج رباتهای گروهی زمینی اشاره میکنند: بسیاری از این سامانهها یا تحرک بالایی دارند، اما اتصال ضعیفی بین اجزا برقرار میکنند یا اتصال قوی دارند، اما کند هستند و انعطافپذیری حرکتی خود را از دست میدهند. گروه رباتهای الهامگرفته از حلزون تلاش کرده است با الگوبرداری از رفتار حلزونهای خشکی میان تحرک و پایداری تعادل ایجاد کند.
هر ربات به دو حالت اتصال متفاوت مجهز است. حالت نخست که حالت آزاد نام دارد بر تحرک تمرکز دارد و از یک ماژول حرکتی زنجیری دارای آهنربا استفاده میکند که امکان حرکت رو به جلو چرخش درجا و ایجاد اتصالهای نسبتا پایدار برای حرکت عادی و سازگاری سریع را فراهم میکند. این حالت مشابه حرکت کارآمد حلزونها در شرایط معمول است. حالت دوم که حالت قوی نامیده میشود بر پایداری تمرکز دارد و با استفاده از مکانیسم مکش خلا تقویتشده با ساختارهای پلیمری جهتدار، چسبندگی بالایی ایجاد میکند؛ قابلیتی که برای تحمل بار پلزدن روی شکافها یا بالا رفتن ضروری است. این واکنش در مقاله با چسبندگی قویتر حلزون هنگام اختلال یا تهدید مقایسه شده است.
از نظر ظاهری هر ربات پوستهای کروی، صاف و مات دارد و بخش عمده پیچیدگیهای مکانیکی آن در داخل بدنه پنهان شده است. یک ماژول حرکتی تکی در بخش زیرین کشش پایدار را بدون بازوها یا زائدههای بیرونی فراهم میکند. این طراحی مینیمال باعث میشود رباتها بهراحتی از کنار موانع عبور کنند و هنگام اتصال به یکدیگر تماس دقیقی داشته باشند.
نمایش ویدئویی حملونقل گروهی نشان میدهد که حتی زمانی که رباتها بهعنوان بخشی از یک سازه بزرگتر روی هم قرار میگیرند هیچکدام منفعل نمیشوند. هر واحد بهطور مداوم جهتگیری نیروهای تماس و تعادل خود را تنظیم میکند و به حرکت، چسبندگی و پایداری کلی ساختار کمک میرساند. در نهایت سازه ایجادشده نه بهصورت یک مونتاژ صلب بلکه از طریق هماهنگی پویا شکل میگیرد و فقط تا زمانی که ماموریت ادامه دارد وجود دارد؛ رویکردی که امکان دستیابی به رفتارهای پیچیده و تطبیقی را با استفاده از واحدهای ساده فراهم میکند.
انتهای پیام/
