ملخص: صمم الباحثون روبوتًا ناعمًا “بلا عقل” يمكنه استخدام ذكاء الجسم للتنقل في البيئات المعقدة بشكل مستقل.
على عكس النموذج السابق، الذي لا يمكنه الدوران إلا عندما يواجه عقبات، يمكن لهذا الروبوت أن يعمل بمفرده. هذه الحركة الفريدة تجعل النصف يبذل المزيد من القوة على الأرض بسبب التصميم غير المتماثل.
ونتيجة لذلك، يمكنه التحرك حول المنحنيات، واجتياز متاهات ديناميكية، وتجنب الوقوع بين الأشياء المتوازية.
مفتاح الحقائق:
- ويعمل الروبوت الناعم من خلال “ذكاء الجسم”، مما يعني أن سلوكه يمليه تصميمه الهيكلي والمواد، مما يلغي الحاجة إلى التوجيه الحاسوبي أو البشري.
- يتكون الروبوت من مواد مطاطية بلورية سائلة تشبه الشريط ويتم تحريكه عند وضعه على سطح أكثر دفئًا من الهواء المحيط؛ كلما كان السطح أكثر سخونة، كلما كان دورانه أسرع.
- إن التصميم غير المتماثل للروبوت يمكّنه من التحرك في المنحنيات، مما يسمح له بالتنقل في متاهات دون أن يعلق، كما يسمح له بالمناورة بين العوائق المتوازية.
مصدر: ولاية كارولينا الشمالية
الباحثون الذين طوروا روبوتًا ناعمًا يمكنه التنقل في متاهات بسيطة دون توجيه بشري أو كمبيوتر، اعتمدوا الآن على هذا العمل، وقاموا بإنشاء روبوت ناعم “بلا عقل” يمكنه التنقل في بيئات معقدة وديناميكية.
يقول جي يين، المؤلف المشارك لورقة بحثية عن المهمة والأستاذ المشارك في قسم الهندسة الميكانيكية والميكانيكية: “في عملنا السابق، أثبتنا أن الروبوت الناعم الخاص بنا كان قادرًا على الالتواء والتحول في طريقه من خلال دورة اضطراب بسيطة للغاية”. هندسة الطيران. في الهندسة من جامعة ولاية كارولينا الشمالية.
“ومع ذلك، لا يمكنه الدوران حتى يواجه عقبة. ومن الناحية العملية، يمكن للروبوت في بعض الأحيان أن يعلق، ويقفز ذهابًا وإيابًا بين العوائق المتوازية.
“لقد طورنا روبوتًا ناعمًا جديدًا يتمتع بالحكم الذاتي، مما يسمح له بشق طريقه عبر متاهات ملتوية، والتفاوض حول العوائق المتحركة. ويتم كل هذا باستخدام الذكاء الجسدي بدلاً من الاسترشاد بالكمبيوتر.
يشير الذكاء الجسدي إلى الأشياء الديناميكية، مثل الروبوتات الناعمة، بدلاً من تشغيلها بواسطة جهاز كمبيوتر أو تدخل بشري.
مثل الإصدار السابق، فإن الروبوتات الناعمة الجديدة مصنوعة من اللدائن البلورية السائلة التي تشبه الشريط. عندما يتم وضع الروبوتات على سطح أكثر سخونة بـ 55 درجة مئوية (131 درجة فهرنهايت) على الأقل من الهواء المحيط، تتقلص مساحة الشريط الملامس للسطح، بينما تتقلص مساحة الشريط المعرضة للهواء ينكمش. لا. يؤدي هذا إلى حركة متدحرجة. كلما كان السطح أكثر سخونة، كلما تحرك الروبوت بشكل أسرع.
ومع ذلك، في حين أن الإصدار السابق من الروبوت الناعم كان له تصميم متماثل، فإن الروبوت الجديد يتكون من جزأين متميزين. نصف الروبوت على شكل شريط ملتوي يمتد في خط مستقيم، بينما النصف الآخر على شكل شريط ملتوي بإحكام يلتف حول نفسه مثل سلم حلزوني.
ويعني هذا التصميم غير المتماثل أن أحد طرفي الروبوت يبذل قوة أكبر على الأرض من الطرف الآخر. فكر في كوب بلاستيكي بفم أوسع من قاعه. إذا قمت بتدحرجها عبر الطاولة، فإنها لا تتدحرج في خط مستقيم، بل إنها تشكل منحنى أثناء انتقالها عبر الطاولة. ويرجع ذلك إلى شكله غير المتماثل.
يقول ياو تشاو، المؤلف الأول للورقة البحثية وباحث ما بعد الدكتوراه في ولاية نورث كارولاينا: “المفهوم الكامن وراء الروبوت الجديد بسيط للغاية: نظرًا لتصميمه غير المتماثل، يمكنه الدوران دون الاتصال بأي شيء”.
“لذا، عندما لا يزال الأمر يغير الاتجاهات سوف تفعل للتفاعل مع كائن ما – فهو يسمح له بالتنقل في متاهات – ولا يمكن أن يعلق بين كائنات متوازية. وبدلاً من ذلك، فإن القدرة على التحرك في المنحنيات تسمح له بالتأرجح في طريقه بحرية.
أظهر الباحثون قدرة تصميم الروبوت الناعم غير المتماثل على احتواء متاهات أكثر تعقيدًا – بما في ذلك متاهات ذات جدران متحركة – وفي مساحات أضيق من حجمه المادي. واختبر الباحثون تصميم الروبوت الجديد على سطح معدني ورمل.
يقول يين: “يعد هذا العمل خطوة أخرى في مساعدتنا على تطوير أساليب مبتكرة لتصميم الروبوتات الناعمة – خاصة للتطبيقات حيث يمكن للروبوتات الناعمة حصد الطاقة الحرارية من بيئتها”.
سيتم نشر المقالة التي تحمل عنوان “الهارب من المتاهة الروبوتية الناعمة ذات الذكاء الجسدي” في المجلة في 8 سبتمبر. التقدم العلمي. ياو تشاو، المؤلف الأول للورقة، هو باحث ما بعد الدكتوراه في ولاية نورث كارولاينا.
هاو شو، أستاذ مشارك في الهندسة الميكانيكية وهندسة الطيران في ولاية نورث كارولاينا، هو مؤلف مشارك. من بين المؤلفين المشاركين الإضافيين Yaoye Hong، الحاصل على دكتوراه مؤخرًا. خريج ولاية نورث كارولاينا. ويانبين لي، باحث ما بعد الدكتوراه في ولاية نورث كارولاينا؛ وFangjie Qi وHaitao Qing، وكلاهما دكتوراه. الطلاب في ولاية نورث كارولاينا.
تمويل: تم دعم العمل من قبل المؤسسة الوطنية للعلوم في إطار المنح 2005374، 2126072، 1944655، و2026622.
حول أخبار أبحاث الروبوتات والتكنولوجيا العصبية
مؤلف: مات شيبمان
مصدر: ولاية كارولينا الشمالية
اتصال: مات شيبمان – ولاية كارولينا الشمالية
صورة: يُنسب الفيلم إلى Neuronews
البحث الأصلي: الوصول المفتوح.
“الهروب من متاهة الروبوت الناعمة الذكية جسديًا“جي يين وآخرون. التقدم العلمي
ملخص
الهروب من متاهة الروبوت الناعمة الذكية جسديًا
على الرغم من أن التنقل المستقل في المتاهة جذاب، إلا أنه من الصعب في مجال الروبوتات الناعمة استكشاف بيئات غير منظمة غير معروفة مسبقًا، حيث يتطلب غالبًا عقلًا يشبه الإنسان يدمج القوة الداخلية وأجهزة الاستشعار والتحكم من أجل الذكاء الحسابي.
نقدم هنا تقريرًا عن الروبوتات ذاتية التدحرج القائمة على المطاط الصناعي السائل والتي تستخدم الذكاء الهندسي والمادي للتنقل بشكل مستقل في متاهات معقدة متعددة القنوات دون الحاجة إلى دماغ يشبه الإنسان.
يتمتع الروبوت الناعم المدعوم بالطاقة الحرارية البيئية بهندسة غير متماثلة مع أشكال ملتوية وحلزونية هجينة في كلا الطرفين. يتيح عدم التماثل الهندسي هذا إمكانات الدوران الذاتي النشطة والمستدامة، على عكس نظيراتها المتماثلة التي تظهر فيها الأشكال الملتوية أو الحلزونية فقط دورانًا ذاتيًا عابرًا من خلال فك الالتواء.
من خلال دمج الالتقاط الذاتي لانعكاس الحركة، فإنه يعرض مسارات متعرجة منحنية فريدة لتجنب التعثر في أقرانه، مما يسمح له بالهروب بنجاح من مجموعة متنوعة من المتاهات الصعبة، بما في ذلك متاهات في التضاريس الحبيبية، ومتاهات ذات مساحات ضيقة، ومتاهات في الموقع. تغيير التخطيطات.