Araştırma etkinlikten daha büyüktür, biyonik robotlar nasıl uygulanabilir?
"Robot Walli" filminde, yeryüzündeki son çöp imha robotu olan sevimli WALL-E (Atık Tahsis Yük Kaldırıcı Toprak Sınıfı, çöp konfigürasyonunu taşıyan vinç, Çince adı Walli) artık dünyaya uygun değil. Wali, insanoğlunun hayatta kalması için yeryüzündeki çöpleri küplere ayırıp yığıyor ve ardından TV'de kalan izlenimle aşkı hissediyor.
Film gerçekte, Festo kısa süre önce taklit deniz yassı kurdu robot balığı BionicFinWave'i piyasaya sürdü, haydi çarpıcı güzelliğine bir göz atalım:
Bu biyonik robotun sudaki hareketi çok doğal ve pürüzsüz, bu da güzel olarak tanımlanabilir. Yabancı medyaya göre, BionicFinWave mürekkep balığı yüzgeçlerini iki parça yumuşak silikon (Silikon) ile değiştiriyor ve dalga benzeri kanat çırpmaya yardımcı olmak için solda ve sağda 9 dayanak kullanıyor.
Benzer şekilde, bu biyonik robot, Festo'nun tutarlı amacını da uygular. Şaşırtıcı derecede güzel, ama temelde faydasız . Derin deniz keşfi ve veri toplama gibi ürün tanıtımında biyonik balıkların yararlılığını açıklamak için elinden geleni yapsa da, olgun bir uygulama yoktur.
Biyomimetik robotlar, Çin'in Three Kingdoms dönemindeki tahta öküz ve atlara ve Rygg tarafından 1893'te tasarlanan mekanik atlara kadar izlenebilir. Gelişimi uzun zaman almıştır.
Biyonik robot anlayışının derinleşmesiyle, insanların onlar üzerindeki araştırmaları da "dördüncü aşamaya" taşındı: yapı ve biyolojik özellikleri bütünleştiren canlı bir sistemin inşası, biyonik robotların yalnızca biyolojik morfolojik özelliklere ve hareket modlarına sahip olmadığını vurgulayarak, aynı zamanda Aynı zamanda biyolojik prototipe daha yakın öz farkındalık ve özdenetim gibi biyolojik performans özelliklerine sahiptir.
Şu anda sıcak biyonik beyin ve biyonik sinir de bu kategoriye dahildir.
Biyonik robotların gelişim tarihi
"Görünüş olarak benzer ama ruhu değil", biyonik robota ne oldu?
Biyomimetik robotların geliştirilmesinden bu yana, "araştırma etkinlikten daha büyüktür" yaygın bir durumdur. İlk günlerde Boston Dynamics'in çok ünlü "Büyük Köpek Robotu" gibi birçok biyonik robotun kavramsal olarak güçlü etkileri vardır.
İleriye gidebilen ve gerçek bir tazı gibi engelleri aşabilen bu dört ayaklı robot, aslen orduya sağlanan bir savaş alanı yardımcı robotuydu.Büyük köpek videoyu çok güçlü olarak izliyordu, ancak gerçekte teslim edildiğinde son derece güçlüydü. Gürültü, savaş alanı destek işlevini ortadan kaldırır.
Piyasadaki mevcut biyonik robotların performansına bakıldığında, uygulaması pek tatmin edici değil. Nedeni araştıran akıllı bir görelilik analisti olan Ke Ming, benzer ancak belirsiz biyonik robotlar için çözülmesi gereken birkaç sorun olduğuna inanıyor.
- Çok basit biyolojik mekanizma modeli
Bir biyonik robot olarak amacı, belirli senaryolarda uygun çalışmanın etkisini elde etmek için biyolojik vücut işlevlerinin bir bölümünü genişletebilmektir veya değiştirebilmektir. Mevcut geliştirme durumundan, biyonik robot modelinin kurulması çok basitleştirilmiş ve araştırma sonuçları yeterince derin değil, bu da biyonik robotun prototipini organizmanın gerçek işlevinden uzak kılıyor.
Sonuçta organizma çok karmaşık bir sistemdir ve her hareket ve işlev kemiklerin, kasların ve sinir sistemlerinin koordinasyonunun sonucudur ve değiştirilebilecek basit bir prosedür değildir.
Öte yandan, biyolojik mekanizma araştırması çok sayıda deneyle birleştirilmelidir ve mevcut deneysel koşullar ve araştırma yöntemleri, ilgili biyolojik hareket yasalarının gözlem gereksinimlerini tam olarak karşılayamayacak kadar basittir.
Ek olarak, iniş sonuçlarının tatmin edici olmamasının nedeni disiplinler arası işbirliğinin çok az olmasıdır.
Ne de olsa, biyolojik mekanizmaları yeniden üretmek için bir model olarak, biyomimetik robotlar beyin bilimi ve biyolojik bilimler gibi çok sayıda disiplinde araştırma sonuçları gerektirir.Bu aynı zamanda biyolojik mekanizmaların doğru modellemesi ve analizi için hala uzun bir yol olduğu anlamına gelir. Gitmek.
- Seri üretimi zor olan yüksek fiyat
Bu yılın Mayıs ayında, Boston Dynamics iki ayaklı robot Atlas'ın en son geliştirmesini gösterdi.Videoda, Atlas sadece dış ortamda özgürce koşmakla kalmıyor, aynı zamanda engelleri özerk olarak aşabiliyor. Atlas büyük ilerleme kaydetmiş olsa da, Westworld'deki son derece zeki resepsiyonistlerle karşılaştırıldığında Atlas'ın yeni doğmuş bir bebek gibi olduğu inkar edilemez.
Ve bu "bebek" ucuz değil. Tam olarak kullanılmamış bir biyonik robot olarak, araştırma-geliştirme ve üretim maliyetleri milyonlarca doları bulmaktadır ve seri üretime ve sanayileşmeye ulaşmak için daha yapılacak uzun bir yol vardır.
Yerdeki ürünler arasında, Endüstri Fuarı'nda sergilenen biyonik robotun maliyeti 200.000 yuan'ın üzerinde, robot kabuğunun tek başına maliyeti 20.000 yuan ve kapsamlı fiyat 300.000 yuan gibi yüksek ki bu da sıradan işletmelerin karşılaması zor. .
Ek olarak, Şu anda, Çin'deki bazı biyonik robotlar, çekirdek parçaların üretim kapasitesinden yoksundur ve bu da yüksek üretim maliyetlerine yol açmaktadır.
Aslında, yerli teorik araştırma, pazar uygulaması ve üretim seviyesi yabancı ülkelerinkinden çok farklı değilken, motorlar, redüktörler ve sensörler gibi temel temel bileşenler ithalata dayanıyor ve bu da robotların üretim maliyetini büyük ölçüde artırıyor.
- Aşılamaz uygulama ölümü
Biyonik bir robot olarak, gizleme, ayırt edilememe ve tespit başlıca avantajlarıdır.Şu anda geliştirilen robotik balıklar veya su altı planörleri, düşman deniz üslerine gizlice girebilir ve hatta araştırma ve imha için düşman gemilerine ulaşabilir.
Ancak, canlıların karadaki ve havadaki hareket şekillerini kasıtlı olarak taklit ettikleri için, makine enerjisinin kullanımı çok verimsizdir.Örneğin, robotik kuşlar da kullanım menzillerini ciddi şekilde sınırlayan çok küçük taşıma yükü problemine sahiptir.
Örneğin, İnternet ünlü robotu "Cheetah". Bu robot dört ayak üzerinde çalışıyor ve saatte 47 kilometre hıza ulaşabiliyor. Tüm memelilerin hareket sınırlarını aşmak için makineler kullanmak. Ancak sorunu, bu hızda güç tüketiminin çok fazla olmasıdır. Çok sayıda kablo bağlanamazsa, kullanım süresi sadece onlarca dakikadır.
Maliyet çok yüksek, bakımı çok zor, enerji tüketimi çok yüksek ve gürültü çok yüksek ... Tüm bunlar biyonik robotların inişine engel gibi görünüyor. Pek çok biyonik ayak robotunu pratik uygulamalardan uzak kılan da bu faktörlerdendir.Şu anda büyülü performanslarını sadece YouTube üzerinden izleyebiliyoruz.
Biyonik robotlar nasıl geçebilir?
Varlık makuldür ve biyonik robotların ortaya çıkışı, robotların mevcut gelişme eğilimine uygundur. Uygulama sürecinde birçok eksiklik olmasına rağmen, hatırı sayılır gelişme beklentilerine sahiptir.Biyonik robotlar yine de öne çıkabilir.
- Akıllı malzemeler ve kontrol yöntemlerinde yenilik yapın
Açıktır ki, biyonik robot teknolojisinin daha da gelişmesiyle birlikte, çelik ve plastik gibi geleneksel malzemelerin daha karmaşık sahne uygulamalarını karşılaması zordur ve biyolojik performansa daha yakın olan biyonik malzemelerin kullanımı enerji tüketimini azaltabilir ve verimliliği artırabilir.
Örneğin, su altı biyonik robotların tasarımında, biyonik balık tasarımı için yeni esnek malzemeler benimsenerek, biyonik balıkların hızlı yüzme ve esnek hareket özellikleri daha iyi anlaşılabilir.
Biyomimetik robotların geliştirilmesinde, geleneksel robot kontrol yöntemleri gelecekte terk edilebilirse, EMG sinyal kontrolü ve EEG sinyal kontrolü gibi biyomimetik kontrol yöntemlerinin daha fazla geliştirilmesi ve araştırması yapılacaktır. Biyonik robotun hassas kontrolünü nöronlar aracılığıyla gerçekleştirin ve daha hassas, daha uyarlanabilir, daha hızlı yanıt kontrol süreci ve iyi bir çevre bilinci elde etmek için çoklu algılamalı bilgi füzyonu, uzaktan izleme, çoklu robot koordineli kontrol vb. .
- Biyonik robotlar için belirli dikey sahneler veya kuvvet noktaları
Mevcut bakış açısına göre, biyonik robotların uygulaması nispeten geniştir.Askeri alan, tıbbi alan ve kurtarma alanı gibi çeşitli alanlarda biyonik robotlar vardır, ancak performanslarının kendi avantajları ve dezavantajları vardır.
Askeri alandaki birçok biyomimetik ayak robotu insanlar tarafından eleştirilmiş ve uygulama değerlerinin yüksek olmadığına inanılmasına rağmen, biyomimetik robotların performansı tıbbi tedavi ve kurtarma gibi belirli dikey senaryolarda beklenmedik şekilde mükemmeldir.
Tıp alanında, yumuşak robotun tipik bir örneği, Harvard Yumuşak Robot Laboratuvarı tarafından geliştirilen yapay kalptir, dış gövdesi silikondan yapılmıştır ve yapay kaslar spiral içine gömülüdür.
Yapay kalp, pnömatik yapay kaslar (PAM) aracılığıyla kendi hareketini kontrol eder, yapay kas birimlerini seçici olarak etkinleştirir veya kapatır ve ardından kalp kasının kasılmasını simüle eder ve sayısal simülasyon için yazılım kullanır.
Yazılım biyonik robot tarafından yapılan yapay kalp
Ayrıca yazılım biyonik robotun yumuşak gövdesi, kavisli şekli ve düzensiz yüzeyi, farklı ortamlarda daha esnek hareket etmesini sağlar. Bu nedenle, yumuşak robotlar ve giyilebilir cihazların kombinasyonu, özel kişilerin fizyolojik aktivitelerini tamamlamalarına yardımcı olmak için kullanılır. Örneğin, Harvard Üniversitesinin yumuşak robot eldivenleri, hastaların ameliyattan sonra iyileşmelerine yardımcı olur.
Benzer şekilde, tespit ve kurtarma alanında da belirli avantajlar sağlayabilir. Örneğin, deprem ve tsunami felaketlerinin arama kurtarma sürecinde, biyonik robotlar, arama ve kurtarmanın güvenliğini sağlarken arama ve kurtarmanın verimliliğini artırmak için mekanik kazı ve aramayı kullanabilir.
Kısacası biyonik robotların gelişiminde bazı sorunlar var, görünüşte benzer ama tanrılarda değil, ancak doğanın elleriyle bir biyonik robot yaratma fikri insan bilgeliğinin kristalleşmesidir.Bir gün bu bilgelik ağacı Kesinlikle meyve verecek.
[Titanium Media'nın yazarı: Wen | Ke Ming, Intelligent Relativity (WeChat id: aixdlun) yazarı, yapay zekanın derinliklerine inin, tuzlu ve ışığı yargılayın, siyah beyazı anlatın ve derinliği anlatın.
Daha heyecan verici içerik için Titanium Media WeChat ID'yi (ID: taimeiti) takip edin veya Titanium Media Uygulamasını indirin
