ربات‌های نرم و قدرت آن ها در سوخت رسانی به ماموریت‌های فضایی
به گزارش مکاترونیک نیوز، کنسرسیوم فضایی لوئیزیانا به تیمی از محققان در بخش مهندسی مکانیک دانشگاه ایالتی لوئیزیانا کمک مالی اعطا کرده است تا یک ربات نرم برای اکتشافات فضایی در آینده طراحی کرده و بسازند.
تیم LSU ، با همکاری مرکز تحقیقات لانگلی ناسا در حال بررسی امکان استفاده از مواد نرم در ساخت سازه‌های مربوط به فضا است.
پروفسور هانتر گیلبرت از دانشگاه ایالتی لوئیزیانا می‌گوید: یکی از مشکلات بزرگ در رساندن ربات به فضا این است که باید سبک وزن باشد و ما فکر می‌کنیم که فناوری خاصی که در حال بررسی آن هستیم می تواند ما را ذر رسیدن به این مهم یاری کند.
ربات نرم چیست؟
در طراحی ربات‌های مدرن، مهندسان از مواد سخت مانند فلزات، سرامیک و پلاستیک برای ساخت سیستم‌های قابل کنترل استفاده می‌کنند. این سیستم‌ها توسط محرک‌ها و موتورهای الکترومکانیکی صلب کنترل می‌شوند. دانشمندان سعی می‌کنند که در سیستم‌های رباتیک نرم برای توسعه سیستم هایی که بیشتر شبیه سیستم‌های بیولوژیکی موجود در طبیعت هستند استفاده کرده و از مواد سخت استفاده نکنند. برای مثال سفالوپودها، مانند اختاپوس‌ها، مهارت‌های پیچیده‌ای را بدون نیاز به اسکلت از خود نشان می‌دهند. مهره‌داران نیز مانند انسان انرژی را در ماهیچه‌ها و استخوان‌های خود ذخیره می‌کنند.
مهندسان هنگام طراحی ربات‌های نرم از این سیستم های بیولوژیکی الهام می‌گیرند. ربات‌های نرم ساخته شده از مواد نرم در بهبود ایمنی هنگام کار در مجاورت انسان مزایای بیشتری دارند.
استفاده از ربات‌های نرم در اکتشافات فضایی چگونه است؟
در طراحی ربات‌های مدرن، مهندسان از مواد سخت مانند فلزات، سرامیک و پلاستیک برای ساخت سیستم‌های قابل کنترل استفاده می‌کنند. این سیستم‌ها توسط محرک‌ها و موتورهای الکترومکانیکی صلب کنترل می‌شوند. دانشمندان سعی می‌کنند که در سیستم‌های رباتیک نرم برای توسعه سیستم هایی که بیشتر شبیه سیستم‌های بیولوژیکی موجود در طبیعت هستند استفاده کرده و از مواد سخت استفاده نکنند. برای مثال سفالوپودها، مانند اختاپوس‌ها، مهارت‌های پیچیده‌ای را بدون نیاز به اسکلت از خود نشان می‌دهند. مهره‌داران نیز مانند انسان‌ها انرژی را در ماهیچه‌ها و استخوان‌های خود ذخیره می‌کنند.
مهندسان هنگام طراحی ربات‌های نرم از این سیستم های بیولوژیکی الهام می‌گیرند. ربات‌های نرم ساخته شده از مواد نرم در بهبود ایمنی هنگام کار در مجاورت انسان مزایای بیشتری دارند.
مهندسان ناسا با محدودیت‌هایی که در اندازه و وزن دارند، در تلاش برای ساخت ربات‌های سبک، نرم و انعطاف‌پذیر برای اکتشاف فضایی هستند.
مأموریت به سیارک‌ها و سیارات در منظومه شمسی نیاز به محاسبات پیچیده و زیادی درمورد دما، گرانش و تشعشع دارد. برای مثال، یکی از چالش‌های مریخ‌نوردان این است که از گیر افتادن در زمین‌هایی که شن سست دارند جلوگیری کنند. در این راستا، ربات‌های نرمی که حرکات مارها را تقلید می‌کنند، مورد بررسی قرار گرفته‌اند.
مهندسان ناسا با محدودیت‌هایی که در اندازه و وزن دارند، در تلاش برای ساخت ربات‌های سبک، نرم و انعطاف‌پذیر برای اکتشاف فضایی هستند.
مأموریت‌ها به سیارک‌ها و سیارات در منظومه شمسی نیاز به محاسبات پیچیده و زیادی درمورد دما، گرانش و تشعشع دارند. برای مثال، یکی از چالش‌های مریخ‌نوردان این است که از گیر افتادن در زمین‌هایی مه شن سست دارند جلوگیری کنند. در این راستا، ربات‌های نرمی که حرکات مارها را تقلید می‌کنند، مورد بررسی قرار گرفته‌اند.
ربات‌های نرمی که از مواد انعطاف‌پذیر مانند الاستومرها و پلیمرها ساخته شده‌اند کارهایی را که برای ربات‌های صلب غیر ممکن است را ممکن می‌سازند.
ربات‌های مورد استفاده در اکتشافات فضایی باید:
• در اندازه و شکل انعطاف پذیر باشند: ربات های نرم با سطوح و فضاهای مختلف سازگار باشند.
• قادر به حرکت در هر جهت باشند: برخی از حیوانات نرم تن چه در زیر آب، چه عمودی یا وارونه با استفاده از یک استراتژی مستقل از محیط حرکت می‌کنند و با ابهام گیزی از آنها روبات‌های نرم «مستقل از جاذبه» هستند و می‌توانند در هر محیطی کار کنند.
• ذاتاً ایمن هستند: ربات‌های نرم به دلیل اینکه از مواد نرم ساخته می‌شوند خطر آسیب به انسان یا آسیب ناشی از برخورد را به حداقل می‌رساند.
تیم LSU از اداره ماموریت فناوری فضایی ناسا پشتیبانی می کند، که وظیفه توسعه فناوری های متحول کننده برای ماموریت های فضایی آینده را بر عهده دارد.
تیم LSU توسط استادیار هانتر گیلبرت در بخش مهندسی مکانیک رهبری می‌شود که بر روی سیستم‌های رباتیکی برای سرویس، مونتاژ و ساخت در مدار کار می‌کند.
پروفسور Genevieve Palardy، استادیار مهندسی مکانیک در LSU، متخصص در مواد کامپوزیت است که به گیلبرت پیشنهاد کرد که از فیبر کربن برای ساخت ربات نرم خود استفاده کنند.
پروفسور Genevieve Palardy، دانشگاه ایالتی لوئیزیانا می‌گوید:
پلیمرهای تقویت شده با فیبر کربن سبک وزن هستند و خواص آنها، مانند سفتی خمشی، با توجه به جهت الیاف قابل تنظیم است. این مسئله به [ما] اجازه می‌دهد تا اجزایی بسازیم که در جهت‌های خاص خم شوند و در سایر جهات سفت‌تر باشند.
نکته مهم این است که ربات‌های نرم سطوح یا درزهایی ندارند که خاک یا آب در آن وارد شود، و برای استفاده در سطوحی مانند مریخ مناسب هستند.
ربات‌های سنتی اتصالات خارجی زیادی دارند که برای جلوگیری از آلودگی و گرد و غبار به مهر و موم نیاز دارد. اگر رباتی دارید که خم می‌شود، مکان‌های کمتری وجود دارد که این آلاینده‌های محیطی ناخواسته وارد آن شوند.
پروفسور هانتر گیلبرت، دانشگاه ایالتی لوئیزیانا
همچنین استفاده از ربات های نرم در زمینه هایی غیر از اکتشاف فضا از جمله پزشکی، بازرسی ایمنی و تعمیر و نگهداری مزایای زیادی دارند.
قطعا داشتن یک ربات نرم مزایای ایمنی نیز دارد. یک ربات سفت و سخت بزرگ می تواند کسی را ناک اوت کند و احتمالاً او را بکشد، که در کارخانه ها اتفاق افتاده است. روبات های نرم برای استفاده در اطراف افراد ایمن تر هستند.
پروفسور هانتر گیلبرت، دانشگاه ایالتی لوئیزیانا
منبع خبر: https://www.azorobotics.com
نام خبرنگار : محمد آموت سر