العضلات الآلية والأصابع الحساسة للبوليمر مختبرات الروبوتات بجامعة كولومبيا

يتحدث آرس مع هود ليبسون حول “الإبحار غربًا” إلى المجهول مياه الروبوتات. انقر للحصول على نسخة.

تقليديا تم تقسيم البحوث على طول خطوط بسيطة. هناك أبحاث أساسية وجوهرية حول كيفية عمل العالم و هناك البحوث التطبيقية التي تحاول أن تأخذ هذه الأفكار و اصنع شيئًا مفيدًا منها. وهما نهاية مختلفة جدا الأهداف وتتطلب أساليب مختلفة للغاية للبحث معالجة.

ولكن هناك مساحة رمادية كبيرة بينهما ، حيث يكون النهج أكثر تطبيقية ولكن الهدف النهائي قد يكون أكثر من “صنع شيء رائع “: أشياء liketiny تحلق الروبوتات أو الكمبيوتر 3D يعرض التي تعتمد على حبات رفعها الليزر. كيف الباحثين تجد الاتجاه لهذه التحديات الهندسية مفتوحة؟

قراءة متعمقة

يبني الباحثون روبوتات الطيران المصغرة ، على غرار ذبابة الفاكهة

الجواب هو، فإنه يعتمد.” هذا هو الجواب الذي حصلنا عليه عندما كان لدينا فرصة لزيارة بعض الروبوتات جامعة كولومبيا مختبرات.

الإبحار غربا

مختبر هود ليبسون مستوحى من سؤال بسيط على ما يبدو طرحت عند نقطة واحدة في مقابلتنا: “هل يمكنك 3D طباعة روبوت ذلك يمكن الخروج من الطابعة ، وشملت البطاريات؟ “للوصول إلى هناك ، ومع ذلك ، فإن نهجه هو التوجه إلى المجهول – “الإبحار فقط الغرب “، على حد تعبيره. ونتيجة لذلك ، لدينا وقت في المختبر المدرجة مناقشات مشاريع مثل استخدام الطائرات بدون طيار لتحديد المحاصيل التي تتضرر من تفشي واستخدام الطابعات ثلاثية الأبعاد ل خلق طعام مفصل.

جاء الطعام ثلاثي الأبعاد بسبب استخدام الأشخاص في المختبر الغذاء مثل الجبن كريم كبديل لمواد الطباعة مع اللزوجة مماثلة. استبدال السماح لهم اختبار ما إذا كانت معينة كانت التصميمات قابلة للتطبيق أثناء استخدام مادة رخيصة يمكن التخلص منها. لكن الفريق توقف في نهاية المطاف التخلص منه ، وأضاف أكبر مجموعة متنوعة من مكونات الطباعة ، وبدأت تجريب “طهي” إبداعاتهم في شكل ثلاثي الأبعاد دقيق باستخدام الليزر.

لكن ، بينما يسعد Lipson أن يقوم مختبره بإجراء عمليات التحويل ، يهتم الروبوتات ، وعلى وجه التحديد ، حيث يأتي قصيرة. تسليط الضوء على سلسلة من outtakes من الروبوتات DARPA وقال إن التحدي لم يسدد مستحقاته حتى الآن العالم ، “ويخبر آرس أن الكثير من البرامج” يمكن أن يسير في محاكاة ولكن ليس في الواقع. “واحد من حلوله هو إعطاء برنامج العضلات الاصطناعية أفضل للعمل مع.

أحد الحلول التي توصل إليها مختبره يشبه الطعام المطبوع من حيث أنه يعتمد على مواد رخيصة وشائعة. تتكون العضلات من قبل خلط هلام السيليكا السائل مع الكحول. عندما يحدد الجل ، فإنه الفخاخ الكثير من فقاعات الكحول داخلها. عندما يتم تشغيل الحالي من خلال سلك التدفئة جزءا لا يتجزأ ، هذا الكحول يتبخر ، مما تسبب السيليكا لتوسيع بشكل كبير. Lipson lab memberAslan أظهر ميريف كيف كان من الممكن إنشاء واحد من هؤلاء عضلات اصطناعية في حوالي نصف ساعة.

في حين أن هذه الطريقة تولد قوة توسعية بشكل طبيعي ، إلا أنها ممكن أيضا لتحويله إلى الانكماش. Miriyev جزءا لا يتجزأ من “العضلات” في شبكة قوية تستخدم عادة لإيواء كابلات الكمبيوتر. كما توسعت ، وسعت الشبكة جانبية معها ، مما اضطر اثنين ينتهي بالتعاقد تجاه بعضهم البعض. بينما تدريجي ، وقال ليبسون انتهى التغيير في نهاية المطاف يقود انكماش يساوي ست مرات ما يمكن أن تولد العضلات المماثلة.

ركز على الشعور

إذا كان لدى ليبسون شعور عام فقط بالمكان الذي يرغب فيه البحث لرئاسة ، وكان زميله ماتي Ciocarlie رؤية واضحة: يد لوك الآلية في نهاية لعبة The Empire Strikes Back. تحدثت Ciocarlie عن كيف نقلت الإحساس بالوجود مطعون ، والسماح لوقا للرد. لكن شعور أصابعنا باللمس تفعل أكثر من ذلك. الأصابع نقل المعلومات حول مقدار الضغط نحن نبذل وعما إذا كان لدينا قبضة جيدة على السطح. الأيدي الروبوتية الحالية لا تملك هذا المستوى من الإحساس ، لكن سيوكارلي يريد تغيير ذلك.

فكرته لتغيير هذا ينطوي على تضمين ضوء صغير مصادر وأجهزة استشعار بصرية على طول حواف البوليمر. في بهم الحالة الطبيعية ، وهذه خلق نمط مستقر من الضوء داخل البوليمر التي يمكن قراءتها بواسطة أجهزة الاستشعار. ولكن كما البوليمر يشوه – عن طريق طمس أو تمدد – نمط وصول الضوء سيتغير كل جهاز استشعار ، مع اعتماد التفاصيل على المكان التغييرات تحدث. هذا يخلق نمط معقد من التغييرات في الضوء القادمة إلى أجهزة الاستشعار ، والتي قد تكون الكشف عن مجموعات مختلفة من المصادر في وقت واحد.

محادثات آرس مع زملائه Ciocarlie حول جهوده لبناء الروبوتية اليدين. انقر للحصول على نسخة.

لا يحاول Ciocarlie حتى حساب كيفية العمل للخلف من هذه التغييرات لتحديد مكان القوة على البوليمر يجري بذلها. بدلا من ذلك ، يدرب فريقه الشبكات العصبية باستخدام لعبة البوكر الآلية التي تسمح للشبكة العصبية بربط التغييرات البصرية مع التغيرات المادية المحددة. عندما تكون الشبكة المدربين ، أنها قادرة على أخذ البيانات البصرية ومعرفة ما يحدث مع البوليمر.

في حين أن الباحثين ليسوا مستعدين بعد لوضع البوليمر على سطح يد اصطناعية حتى الآن ، لديهم قبضة أخرى ذات صلة مشاريع تسير في نفس الوقت. أظهر Ciocarlie قبالة القابض التي يمكن أن تتبع مقدار القوة التي تمارسها ، وكذلك واحدة قطعة من الأجهزة التي يمكن أن تعتمد العديد من السيطرة على الرغم من وجود مشغل واحد فقط. انه حتى يعمل على القليل من الأجهزة التي يمكن لضحايا السكتة الدماغية ربطها لمساعدتهم على إعادة تعلم كيف للسيطرة على أيديهم.

ولكن هناك موضوع واحد يعمل من خلال عمل المختبر و بعض المواقع الواضحة التي يرغبون في الوصول إليها. من السهل أن نرى كيف بعض هذه المشاريع يمكن دمجها في قطعة واحدة من المعدات.

بشكل عام ، كان من الصعب ألا تتأثر بالعمل الذي يتم إنجازه في كل من هذه المعامل ، حتى لو كانت مناهجهم مثيرة مختلف. المنطقة الرمادية بين البحوث الأساسية والتطبيقية تسمح الناس الذين يحتلونها قدرا كبيرا من الحرية.

Like this post? Please share to your friends:
Leave a Reply

;-) :| :x :twisted: :smile: :shock: :sad: :roll: :razz: :oops: :o :mrgreen: :lol: :idea: :grin: :evil: :cry: :cool: :arrow: :???: :?: :!: