"Sertliğin üstesinden gelmek için yumuşaklığı kullanma", yazılım robotunun
"Yumuşak bir robotun" bir hastayı ameliyat etmesine izin vermenin nasıl bir şey olduğunu hayal edin? Günümüzde, ultra minimal invaziv cerrahi alanında, yumuşak robotlar (yumuşak robotlar olarak da bilinir) rollerini oynamaya başladı.
Şu anda, Harvard Üniversitesi ve Boston Çocuk Hastanesi'nden araştırmacılar, kalbin kanla temas etmeden atmasına ve kan pompalamasına yardımcı olabilecek yumuşak bir mekanik cihaz geliştirdiler. Bu özelleştirilebilir esnek cihaz veya yeni bir kalp yetmezliği tedavi planı ortaya çıkarmak, kalp yetmezliği hastaları için bir nimettir.
Yumuşak robotların ticarileştirilmesi, şüphesiz insanların geleneksel robot bilişini değiştirdi.Çeliğe benzeyen "güçlü adam" dan, her zamanki gibi yumuşak "sevimli kıza" kadar, yazılım robotu, robot pazarını daha çeşitli hale getiriyor.
"Sert" veya "yumuşak", bu bir soru
Endüstriyel montaj hattındaki robotlar, süpürme robotları ve pişirme robotları. Bu robotların tümü mekanize edilmiş ve insan vücudu hareketlerinin esnekliğinden yoksundurlar. Çok "sertler" dir ve bu da kendi sürüş yöntemlerine uyum sağlar. . Şu anda, ana akım robotların tümü, güç kaynağı olarak bir motor kullanılarak mekanik olarak çalıştırılmaktadır.Motorun dönüşü yoluyla, enerji dişlilere ve bağlantı çubuklarına iletilir ve dişliler ve bağlantı çubukları robotu hareket ettirir.
Robotları motorlar, dişliler ve bağlantı çubuklarıyla sürmek için, önce çeşitli tahrik bağlantılarının neden olduğu dış kuvvetlere dayanabilmeleri gerekir, bu nedenle çok sağlam bir altyapıya ihtiyaç duyarlar. Biyel kolu tarafından sürülen robot yumuşaksa, dişli döndüğünde ve biyel sallanır sallandığında bükülür ve deforme olur. Yumuşak robotlar için genellikle biyel kollarının ilettiği mekanik güce dayanmak zordur, bu nedenle motor, dişli ve biyel içeren robotlar çoğunlukla çelik mekanik bileşenlerdir.
Bu nedenle, mekanik olarak çalıştırılan robotlar mekanik olarak daha basit görevleri yerine getirir ve ince görevleri tamamlamak zordur. Örneğin, bir bağlantı ile çalıştırılan bir robot bir bardağı kavrayabilir, ancak bardağı tutmak zordur, bir nakış iğnesini tutmasına izin vermek daha da zordur.
"Kenetleme" ile "kavrama" arasında önemli bir fark vardır. "Kenetleme" düşük seviyeli bir mekanik işlemdir ve "kavrama", insan eli işlevleriyle iyi bir işlemdir. Kenetlemeden tutmaya, aslında sıradan robotlardan yazılım robotlarına teknolojik bir adımdır.
Yumuşak robotlar, doğadaki pek çok yumuşakçayı taklit eder, büyük gerilimlere dayanabilen, birden çok serbestlik derecesine ve sürekli değişebilme yeteneğine sahip yumuşak malzemelerden yapılmıştır.Vücut şekillerini ve boyutlarını geniş bir aralıkta keyfi olarak değiştirebilirler. Aktif deformasyon ve pasif deformasyon yeteneklerinin birleşimi sayesinde robot, normal boyutundan daha küçük bir boşluktan geçerek geleneksel robotların giremeyeceği bir alana girebilir.
Yumuşak / sert robot karşılaştırması
"Yedi-iki değişiklikte" sertliğin yumuşaklıkla nasıl üstesinden gelinir?
Yumuşak robotların geliştirilmesinden bu yana, ana yapı tipleri üç kategoriye ayrılabilir: hidrostatik kemik tipi, kas hidrostatik kemik tipi ve diğer yapılar.
Yumuşakçaların çoğu (solucanlar ve deniz anemonları gibi) sert kemiklere sahip değildir, ancak epidermis, kaslar, vücut sıvıları ve sinir sisteminden oluşur. Tipik yapısı, bir hidrostatik kemik yapısı oluşturmak için vücut sıvılarıyla doldurulan kaslar tarafından oluşturulan kapalı bir oyuktur.Tipik örnekleri, tırtıl benzeri yumuşak robotlar ve Blob botlardır.
Caterpillar benzeri yumuşak robot ve Blob bot
Tipik kas hidrostatik iskelet yapısı, birbirine zıt olan enine ve boyuna kaslardan oluşur.Enine kaslar kasıldığında vücut boyuna doğru esner; boyuna kaslar kasıldığında vücut yanal olarak gerilir ve hacim her zaman değişmeden kalır. Hayvan dilleri, fil gövdeleri ve ahtapot dokunaçlarının tümü kaslı hidrostatik kemik yapılardır. Diğer yapılar çoğunlukla pnömatik kinematik zincirler ve sürünen zıplayan robotlardır.
Harvard Üniversitesi'nin geliştirdiği "Octobot" adlı yazılım robotunun spesifik uygulama seviyesinde, dahili gazı düzenleyerek otonom hareketi gerçekleştirebilen kendine ait hareket yakıtı vardır.Yönergeleri almak için bilgisayara bağlanmasına gerek yoktur ve herhangi bir elektronik bileşen içermez. Yumuşak gövdeli.
Dünyanın ilk otonom hareket eden yumuşak robotu: Octobot
Sıradan robotlarla karşılaştırıldığında, yumuşak robotlar, dahili kimyasal maddeler yoluyla renk değiştirebilir ışığı gerçekleştirebilir ve şişirme, basınçlandırma ve kanal genişletme yoluyla hızlı hareket gerçekleştirebilir. Mevcut araştırma durumu, yumuşak bir robotun 30 saniye içinde hızlı bir şekilde dönüşebileceğini göstermektedir. Renk dönüşümü tamamlandıktan sonra, renk katmanının rengi korumak için artık güce ihtiyacı yoktur. Belirli bir konuma geçtikten sonra, genellikle arka plandan ayırt edilemez ve gerçek bir "yetmiş yetmişli" oluşturur. İki değişiklik ". Aynı zamanda, bazı yumuşak robotlar tasarımın başlangıcında biyonik modelin görünümüne akıllıca atıfta bulunur ve onları "gerçekçi" hale getirmek için 3D baskı teknolojisini kullanır, bu da çıplak gözle ayırt edilmesi zordur.
Tıp ve askeri alan yumuşak robotlara "güç noktası" diyor
Mevcut bakış açısına göre, yazılım robotlarının ticari senaryoları esas olarak tıbbi ve askeri senaryolardır. Akıllı görelilik teorisinin bir analisti olan Ke Ming, yumuşak robotların mevcut gelişme umutlarının oldukça umut verici olduğuna ve bu tür araştırmaların akademide tüm hızıyla devam ettiğine inanıyor.Bilim adamları, geleneksel robotlardan farklı yeni bir robot bütünü yaratmaya çalışıyorlar.
Askeri uygulama senaryoları açısından, yazılım robotlarının geliştirilmesi için gerçekten çok yer var. "Sertliği yumuşaklıkla aşmanın" öz fiziksel doğası, robotu dış etki ve hasara karşı daha az savunmasız hale getirir, bu da yumuşak robotların hayatta kalma becerisini büyük ölçüde artırır. Ayrıca elektronik bileşenlere sahip olmadığı için, yumuşak robotun elektromanyetik keşif sistemi altında çeşitli cihazlar tarafından izlenmekten kaçınması kolaydır. Gelecekte, belirli silahlarla donatılmış yazılım robotları çeşitli soruşturma görevlerini daha rahat bir şekilde üstlenebilir ve hatta belirli koşullar altında düşmana ölümcül bir darbe indirebilir.
Tıp alanında, "insan ve hayaletlere" sahip yumuşak robotlar da doktorlar için mükemmel tıbbi yardımcılar olabilir. Yazılımın kendisinin sertliği ve yumuşaklığı insan derisine ve kasına daha yakındır, bu nedenle daha iyi giyilebilirlik ve cilt afinitesine sahiptir. Bu nedenle, yapay uzuvlar ve yapay dış iskelet gibi giyilebilir cihazlar veya kas hareketini simüle etmek için yumuşak robotlar en iyi aday gibi görünüyor.
Minimal İnvaziv Cerrahi (MIS) alanında, yumuşak robotlar harika bir "uygulamaya" sahiptir. Yazılım robotlarının uygulanması, düşük serbestlik dereceli cerrahi ekipmanın sınırlamaları gibi geleneksel minimal invaziv cerrahi yöntemlerin sınırlamalarını aşabilir. Londra Üniversitesi, kontrol edilebilir sertliğe sahip ahtapot şeklinde bir cerrahi robotik kol geliştirdi.Biyonik prensibi uyguluyor ve kolun mekanik performansına göre operasyonla daha iyi işbirliği yapmak için robotik kolun sertliğini kontrol ediyor.Yumuşak malzeme operasyonun hasarını en aza indiriyor.
Kontrol edilebilir sertliğe sahip ahtapot şeklindeki minimal invaziv cerrahi robot kol
Yazılım robotlarının pazara girmesinin önündeki engeller nerede?
Yeni bir şey olarak, yazılım robotlarının geliştirme için büyük bir potansiyele sahip olduğu doğrudur, ancak akıllı görelilik teorisinin bir analisti olan Ke Ming, pazarlanma süreci açısından hala kendi engelleri olduğuna inanıyor.
Her şeyden önce, teorik olarak, yumuşak bir robot sınırsız serbestlik derecesine ulaşabilir. Bununla birlikte, gerçek operasyonda, geleneksel robotlara göre bu avantaj, sürüş yöntemlerinin ve frenlerin sayısı ile sınırlıdır. Robotun hareketini doğru bir şekilde kontrol etmek için, çok sayıda Sensörlerin bilgi ve veri geribildirimi, gerçek uygulama sürecinde gerçek zamanlı performansını garanti etmek zordur.
İkincisi, tıbbi, askeri, yaşlı bakımı ve araştırma alanlarındaki yumuşak robotların hepsinin önemli rolleri ve iyi geliştirme beklentileri vardır, ancak yüksek uygulama maliyetleri ve üretim maliyetleri, bu tür yeni teknolojilerin popülerleşmesini büyük ölçüde kısıtlamıştır. Gerçek üretim ve yaşamda ticari fizibilite ve uygulama elde etmek için yazılım robotları, teknoloji popülaritesi ve teknoloji fiyatları açısından çaba sarf etmişlerdir.
Son olarak, kendi yakıtına sahip yumuşak bir robot olan "ahtapot", enerji için ağırlıklı olarak vücudunda taşınan hidrojen peroksit yakıtına güvenir ve taşıdığı enerji 4-8 dakikalık hareketi zar zor destekleyebilir. Aynı zamanda, mevcut yazılım robotları neredeyse sıfır otonom yönlendirme özelliğine sahiptir ve engellerden otomatik olarak kaçınmak için ek sensörlerin kurulması acildir, bu da tüm yazılım robot kontrol sisteminin optimum tasarımını içerir.
Elbette, mevcut bakış açısına göre, yumuşak robotların tasarım yöntemi henüz olgunlaşmamış ve esneklik, taşıma kapasitesi ve güvenilirliği nasıl dengeleyeceğiniz konusunda hala zorluklar var. Tasarımı optimize etmek için doğru bir fiziksel model oluşturmak gerekir ve bu modelin kurulması zorlu bir görevdir.
Kısacası, Çin'in imalat endüstrisinin seviyesi gelişmeye devam ederken, yazılım robotları da hızlı bir büyüme dönemine girmeye hazırlanıyor. Ayrıca, Çin'in bir sonraki ekonomik büyüme noktası olma ihtimali de çok yüksek. İş dünyasında ve çeşitli endüstrilerde yazılım robotlarının uygulanmasıyla, Çin Yumuşak robotik endüstrisi ümit verici olacak. (Bu makale ilk olarak Titanium Media'da yayınlandı)
[Titanium Media Author: Akıllı görelilik (mikro kanal kimliği: aixdlun), metin / Ke-ming]
Daha heyecan verici içerik için Titanium Media WeChat ID'yi (ID: taimeiti) takip edin veya Titanium Media Uygulamasını indirin
