ابتكر الباحثون روبوتًا ناعمًا يمكنه التنقل في متاهات بسيطة دون توجيه بشري أو كمبيوتر. شكله غير المتماثل يسمح له بإكمال المنعطفات بشكل مستقل ويمنعه من الوقوع في الفخ. الآن، قاموا بالبناء على هذا العمل لإنشاء روبوت ناعم "بلا عقل" يمكنه التنقل في بيئات أكثر تعقيدًا وديناميكية.
وقال جي يين، المؤلف المشارك للورقة البحثية والأستاذ المشارك في قسم الهندسة الميكانيكية وهندسة الفضاء الجوي في ولاية نورث كارولاينا: "في عملنا السابق، أظهرنا أن الروبوت الناعم الخاص بنا كان قادرًا على عكس الاتجاه في عقبة بسيطة للغاية". "ومع ذلك، لا يمكنه الدوران إلا إذا واجه عائقًا. ومن الناحية العملية، هذا يعني أن الروبوت يعلق أحيانًا، ويصطدم ذهابًا وإيابًا بين العوائق المتوازية."
"في وقت لاحق، قمنا بتطوير نوع جديد من الروبوتات الناعمة التي يمكن أن تعمل من تلقاء نفسها، مما يسمح لها بالتنقل في متاهات ملتوية وحتى حول العوائق المتحركة. ويتم كل هذا باستخدام الذكاء الجسدي، بدلاً من الاسترشاد بالكمبيوتر."
الذكاء الجسدي هو عندما يكون سلوك الأشياء الديناميكية، مثل الروبوتات الناعمة، محكومًا بتصميمها الهيكلي وموادها، بدلاً من الاسترشاد بأجهزة الكمبيوتر أو التدخل البشري.
ابتكر الباحثون روبوتًا ناعمًا يمكنه التنقل في متاهات بسيطة دون توجيه بشري أو كمبيوتر. نصف الروبوت على شكل شريط ملتوي يمتد في خط مستقيم، والنصف الآخر على شكل شريط ملتوي أكثر إحكامًا ويدور أيضًا حول نفسه مثل سلم حلزوني. ويعني هذا التصميم غير المتماثل أن أحد طرفي الروبوت يبذل قوة أكبر على الأرض من الطرف الآخر. المصدر: جامعة ولاية كارولينا الشمالية، يين جي
المواد وآليات الحركة
مثل الإصدارات السابقة، يتكون الروبوت الناعم الجديد من المطاط الصناعي البلوري السائل على شكل شريط. وعندما يتم وضع الروبوت على سطح تبلغ درجة حرارته 55 درجة مئوية على الأقل (131 درجة فهرنهايت)، وهي أكثر دفئا من الهواء المحيط، فإن أجزاء الأشرطة الناعمة التي تلامس السطح تتقلص، في حين أن الأجزاء المعرضة للهواء لا تنكمش. وهذا يخلق حركة متدحرجة. كلما كان السطح أكثر دفئًا، زادت سرعة دوران الروبوت.
ومع ذلك، حيث كان للإصدار السابق من الروبوت الناعم تصميم متماثل، فإن الروبوت الجديد له نصفين متميزين. النصف على شكل شريط ملتوي يمتد في خط مستقيم؛ النصف الآخر على شكل شريط ملتوي أكثر إحكامًا ويلتف أيضًا حول نفسه مثل الدرج الحلزوني.
ويعني هذا التصميم غير المتماثل أن أحد طرفي الروبوت يبذل قوة أكبر على الأرض من الطرف الآخر. فكر في كوب بلاستيكي بشفة أوسع من القاعدة. إذا قمت بدحرجتها عبر طاولة، بدلًا من دحرجتها في خط مستقيم، فإنها ستشكل قوسًا عبر الطاولة. وهذا بسبب شكله غير المتماثل.
التغلب على قيود التصميم
وقال ياو تشاو، المؤلف الأول للورقة البحثية وباحث ما بعد الدكتوراه في جامعة ولاية كارولينا الشمالية: "الفكرة وراء الروبوت الجديد بسيطة جدًا: نظرًا لتصميمه غير المتماثل، يمكنه الدوران دون لمس الأشياء". "لذلك، في حين أنه لا يزال بإمكانه تغيير اتجاهه عندما يتلامس مع الأشياء - مما يسمح له بالتنقل في متاهة - فإنه لا يعلق بين الأشياء المتوازية. وبدلاً من ذلك، فإن قدرته على التحرك في قوس تسمح له بشكل أساسي بتحريف جسمه والحصول على الحرية."
وأظهر الباحثون قدرة تصميم الروبوت الناعم غير المتماثل على التنقل في متاهات أكثر تعقيدا، بما في ذلك تلك ذات الجدران المتحركة، والتحرك عبر مساحات أضيق من أبعاد جسمه. واختبر الباحثون تصميم الروبوت الجديد على الأسطح المعدنية والرمال. لمشاهدة فيديو للروبوت غير المتماثل أثناء العمل، انقر هنا:
وقال يين: "يعد هذا العمل خطوة أخرى إلى الأمام في مساعدتنا على تطوير أساليب مبتكرة لتصميم الروبوتات الناعمة، خاصة بالنسبة للتطبيقات حيث يمكن للروبوتات الناعمة حصد الطاقة الحرارية من البيئة".