Mövcud robototexnika sistemlərinin bir çoxu təbiətdən ilham alır, müəyyən məqsədlərə nail olmaq üçün bioloji prosesləri, təbii strukturları və ya heyvan davranışlarını süni şəkildə təkrarlayır. Bunun səbəbi, heyvanların və bitkilərin fitri olaraq öz mühitlərində sağ qalmağa kömək edən qabiliyyətlərlə təchiz edilməsidir və bu, laboratoriya şəraitindən kənarda robotların işini də yaxşılaşdıra bilər.
“Yumşaq robot qolları ahtapot çadırları, fil gövdələri, bitkilər və s. kimi “sümüksüz” orqanizmlərin nümayiş etdirdiyi qabaqcıl manipulyasiya imkanlarından ilham alan yeni nəsil robot manipulyatorlardır”, - deyə araşdırma aparan tədqiqatçılardan Enriko Donato bildirib. Araşdırma, Tech Xplore-a bildirib. “Bu prinsiplərin mühəndis həllərinə çevrilməsi, uyğun və çevik hərəkət yaratmaq üçün hamar elastik deformasiyaya məruz qala bilən çevik yüngül materiallardan ibarət sistemlərlə nəticələnir. Bu arzu olunan xüsusiyyətlərə görə, bu sistemlər səthlərə uyğun gəlir və potensial olaraq aşağı qiymətə fiziki möhkəmlik və insan üçün təhlükəsiz əməliyyat nümayiş etdirir.
Yumşaq robot qolları real dünya problemlərinin geniş spektrinə tətbiq oluna bilsə də, onlar sərt robotlar üçün əlçatmaz olan istənilən yerlərə çatmağı əhatə edən vəzifələrin avtomatlaşdırılması üçün xüsusilə faydalı ola bilər. Bir çox tədqiqat qrupu bu yaxınlarda bu çevik silahlara bu vəzifələrin öhdəsindən səmərəli şəkildə gəlməyə imkan verəcək nəzarətçiləri inkişaf etdirməyə çalışır.
"Ümumiyyətlə, bu cür nəzarətçilərin işləməsi robotun iki əməliyyat məkanı, yəni tapşırıq-məkan və aktuator-məkan arasında etibarlı xəritə yarada bilən hesablama formulalarına əsaslanır" dedi Donato. “Bununla belə, bu nəzarətçilərin düzgün işləməsi, ümumiyyətlə, laboratoriya mühitlərində etibarlılığını məhdudlaşdıran, bu sistemlərin təbii və dinamik mühitlərdə yerləşdirilməsini məhdudlaşdıran görmə rəyinə əsaslanır. Bu məqalə bu ünvansız məhdudiyyəti aradan qaldırmaq və bu sistemlərin strukturlaşdırılmamış mühitlərə əhatə dairəsini genişləndirmək üçün ilk cəhddir.”
Donato, "Bitkilərin hərəkət etmədiyinə dair ümumi yanlış təsəvvürün əksinə olaraq, bitkilər böyüməyə əsaslanan hərəkət strategiyalarından istifadə edərək, aktiv və məqsədyönlü şəkildə bir nöqtədən digərinə hərəkət edirlər" dedi. “Bu strategiyalar o qədər effektivdir ki, bitkilər planetin demək olar ki, bütün yaşayış yerlərini koloniyalaşdıra bilir, bu, heyvanlar aləmində yoxdur. Maraqlıdır ki, heyvanlardan fərqli olaraq, bitkilərin hərəkət strategiyaları mərkəzi sinir sistemindən qaynaqlanmır, əksinə mərkəzləşdirilməmiş hesablama mexanizmlərinin mürəkkəb formaları səbəbindən yaranır.
Tədqiqatçıların nəzarətçisinin fəaliyyətini dəstəkləyən nəzarət strategiyası bitkilərin hərəkətini dəstəkləyən mürəkkəb mərkəzləşdirilməmiş mexanizmləri təkrarlamağa çalışır. Komanda xüsusi olaraq aşağıdan yuxarı strukturda birləşdirilmiş mərkəzləşdirilməmiş hesablama agentlərindən ibarət davranışa əsaslanan süni intellekt vasitələrindən istifadə etdi.
"Bizim bio-ruhlandıran nəzarət cihazımızın yeniliyi onun sadəliyindədir, burada biz ümumi çatma davranışını yaratmaq üçün yumşaq robot qolunun əsas mexaniki funksiyalarından istifadə edirik" dedi Donato. “Xüsusən, yumşaq robot qolu, hər biri radial şəkildə yerləşdirilmiş ötürücülər triadası vasitəsilə aktivləşdirilən yumşaq modulların artıq düzülüşündən ibarətdir. Məlumdur ki, belə bir konfiqurasiya üçün sistem altı prinsipial əyilmə istiqaməti yarada bilər”.
Komandanın nəzarətçisinin işləməsini dəstəkləyən hesablama agentləri dövran və fototropizm kimi tanınan iki müxtəlif növ bitki hərəkətini bərpa etmək üçün aktuator konfiqurasiyasının amplitudasından və vaxtından istifadə edir. Dolaşımlar bitkilərdə adətən müşahidə olunan salınımlardır, fototropizm isə bitkinin budaqlarını və ya yarpaqlarını işığa yaxınlaşdıran istiqamətli hərəkətlərdir.
Donato və onun həmkarları tərəfindən yaradılan nəzarətçi bu iki davranış arasında keçid edə bilər, iki mərhələdən keçən robot qolların ardıcıl idarə olunmasına nail olur. Bu mərhələlərdən birincisi kəşfiyyat mərhələsidir, burada silahlar ətraflarını araşdırır, ikincisi isə istənilən yerə və ya obyektə çatmaq üçün hərəkət etdikləri çatma mərhələsidir.
Donato, "Bəlkə də bu xüsusi işdən ən vacib nəticə ondan ibarətdir ki, bu, ilk dəfədir ki, lazımsız yumşaq robot qolları laboratoriya mühitindən kənarda, çox sadə idarəetmə çərçivəsi ilə qabiliyyətlərə çatmağa imkan verir". “Bundan əlavə, nəzarətçi istənilən yumşaq sistemə tətbiq edilə bilərrobotqol oxşar hərəkət tənzimləməsini təmin etdi. Bu, kontinuum və yumşaq robotlarda quraşdırılmış algılama və paylanmış idarəetmə strategiyalarının istifadəsinə doğru bir addımdır.”
İndiyə qədər tədqiqatçılar 9 dərəcə sərbəstliyə (9-DoF) malik modul kabellə idarə olunan, yüngül və yumşaq robot qolu istifadə edərək, bir sıra testlərdə nəzarətçilərini sınaqdan keçirdilər. Nəticələri çox ümidverici idi, çünki nəzarətçi qola həm ətrafını kəşf etməyə, həm də keçmişdə təklif edilən digər idarəetmə strategiyalarından daha effektiv şəkildə hədəfə çatmağa imkan verdi.
Gələcəkdə yeni nəzarətçi digər yumşaq robot qollara tətbiq oluna və dinamik ətraf mühit dəyişiklikləri ilə mübarizə qabiliyyətini daha da qiymətləndirmək üçün həm laboratoriya, həm də real dünya şəraitində sınaqdan keçirilə bilər. Bu arada, Donato və həmkarları əlavə robotik qol hərəkətləri və davranışları yarada bilməsi üçün nəzarət strategiyalarını daha da inkişaf etdirməyi planlaşdırırlar.
Donato əlavə etdi: "Hazırda biz nəzarətçinin imkanlarını gücləndirmək üçün hədəf izləmə, bütöv qolu bükmə və s. kimi daha mürəkkəb davranışları təmin etməyə çalışırıq ki, bu cür sistemlər təbii mühitlərdə uzun müddət fəaliyyət göstərə bilsin".
Göndərmə vaxtı: 06 iyun 2023-cü il