معرفی بازوی رباتیک پیش‌ساخته با الهام از دست واقعی انسان در روبوسافت ۲۰۲۳
حرکات ظریف دست‌های پیش‌ساخته
در سال‌های اخیر متخصصان رباتیک سیستم‌های رباتیک بسیار پیشرفتهای را برای شبیه‌سازی ساختار و رفتار اعضای بدن انسان طراحی کرده و توسعه داده‌اند و البته پیشرفتهای بسیار چشمگیری هم در این زمینه داشته‌اند.
در پژوهشی جدید، گروهی از محققان موفق به تولید بازوی رباتیکی شده‌اند که درست مانند دست واقعی انسان می‌تواند اجسام را نگه‌دارد و حتی با انگشتانش کارهای عادی که یک دست واقعی انجام می‌دهد، انجام دهد؛ اتفاقی که می‌تواند در توسعه فناوری‌های حرکتی مصنوعی و بازوهای مکانیکی صنعتی و حتی ربات‌های انسان‌نما نویدبخش تحولی شگرف باشد.
هدف نهایی و ایده‌آل از طراحی بازوی رباتیک، ساخت سازه‌ای است که بتواند ظرافت یک دست واقعی را داشته و البته همان‌قدر هم دقیق عمل کند. بدون‌شک داشتن قیمت مناسب و سادگی در اتصال بخش‌های مختلف و راه‌اندازی هم از ویژگی‌های بسیار مهم خواهد بود؛ هرچند بیشتر اسکلت‌هایی که امروزه در پیکربندی بازوی رباتیک استفاده می‌شود طراحی‌های پیچیده‌ای دارد و شامل قطعات پیشرفته فراوان است. در نتیجه در ابعاد بزرگ اتصال بخش‌های مختلف کار چندان آسانی نیست. محققان دانشگاه ام‌آی‌تی به‌تازگی در کنفرانس «روبوسافت۲۰۲۳» محصولی معرفی کرده‌اند که بسیاری از دردسرهای بازوهای رباتیک قبلی را ندارد. آنها بازوی رباتیک بسیار دقیقی را طراحی کرده‌اند که سرهم کردن آن بسیار ساده‌تر از نمونه‌های موجود است و ساخت قطعات آن نیز با روش‌های ساده‌تری مانند استفاده از چاپگر سه‌بعدی یا برش لیزری انجام می‌شود. بازوی رباتیکی که فعلا طرح آن به صورت مقاله منتشر شده، به صورت قطعات از پیش‌ساخته ارائه خواهدشد که با اتصال این قطعات به یکدیگر بازوی رباتیک آماده می‌شود و این مزیت را خواهد داشت که آزادی عمل بیشتری را دراختیار کاربرقرار می‌دهد.
دست‌هایی دقیق‌تر و ارزان‌تر
چائو لو، اندرو موکادا و همکاران‌شان در مقاله‌ای که برای این طرح ارائه داده‌اند، نوشته‌اند: «درحالی که امروزه بازوهای رباتیک توسعه یافته و در ابعاد گسترده استفاده می‌شوند، در علم رباتیک این‌که بتوان دستی طراحی کرد که به صورت دقیق مفصل‌بندی شده و مثل دستی عادی در امور روزمره استفاده شود همچنان چالشی جدی است. برای بالا بردن توانایی بازوی رباتیک نیاز به قطعات و محرک‌های بیشتری است و همین امر طراحی، ساخت و نگهداری چنین محصولی را دشوارتر و پرهزینه‌تر می‌کند.»
هدف اصلی محققان این پروژه طراحی بازویی رباتیک با انعطاف‌پذیری بالا و در عین حال بدون نیاز به قطعات پیچیده و گران‌قیمت است؛ در حالی که باید بتواند حرکات پیشرفته و دقیقی ارائه دهد.
محققان ام‌آی‌تی درخصوص ویژگی‌های این محصول می‌گویند: «این بازوی رباتیک به صورت قطعات از پیش‌ساخته‌شده‌ای طراحی شده که اجازه ساخت و برنامه‌ریزی سریعی را برای شما فراهم می‌کند. فرآیند ساخت این محصول به دقت طراحی شده تا با مواد ارزان‌قیمت ساخته شود و به سادگی قابل سرهم کردن باشد.»
مراحل ساخت بازوی رباتیک جدید
این بازوی رباتیک سازه‌ای از پیش ساخته است که به مصرف‌کننده اجازه می‌دهد به آسانی در شرایط متفاوت و برای کاربردهای مختلف این سازه‌ها و قطعات را به هم متصل کند. برای مثال محققان می‌توانند به انتخاب خود انگشتان را کم یا زیاد کنند تا کاربرد دست متناسب با شرایط شود یا در شرایط خاص توانایی دست را برای فعالیت ویژه‌ای ارتقا دهند. به‌طور شگفت‌انگیزی، ساخت تمام قطعات این بازوی رباتیک جدید به آسانی قابل انجام است. استخوان‌هایی که در واقع حکم اسکلت دست را دارد به کمک چاپگر سه‌بعدی ساخته می‌شود. همچنین آهن‌رباها، حسگرها و کابل‌هایی که برای ساخت این محصول نیاز است به آسانی در بازار در دسترس است. برای ساخت پوستی که استخوان‌ها را می‌پوشاند، تیم سازنده از روش دو‌مرحله‌ای برای قالب‌گیری استفاده کرده است. آنها اول قسمت‌های مختلف قالب را با استفاده از چاپگر سه‌بعدی می‌سازند و سپس از این بخش‌های مختلف برای قالب‌دهی سیلیکون به شکل دست و انگشت‌ها استفاده می‌کنند. محققان این پژوهش همچنین به‌عنوان بخشی از مطالعه خود، نسخه آزمایشی از این بازوی رباتیک که دارای پنج انگشت است را ساخته و نحوه عملکردش را سنجیده‌اند. براساس نتایج به‌دست آمده این بازو توانسته عملکرد موفقیت‌آمیزی به نمایش بگذارد و درست مانند یک‌دست واقعی، اجسام مختلف را بلند کند و نگه‌دارد. این بازوی رباتیک توانسته با موفقیت اشیای انعطاف‌پذیر یا سخت را بگیرد و جابه‌جا کند؛ اجسامی مانند لیوان پلاستیکی، خودکار و حلقه پلاستیکی. این بازوی رباتیک به‌زودی آزمایش‌های بعدی خود را طی خواهد کرد و به نحوی توسعه خواهد یافت که قابلیت‌هایش را ارتقا بخشد. در نهایت این محصول می‌تواند با دیگر محصولات رباتیک ترکیب شود و ربات‌های انسان‌نما با قابلیت بهتری در برداشتن، نگه‌داشتن و حمل اجسام را توسعه دهد.
منبع: techxplore.com
امین رضا کیفرگیر - خبرنگار پیشران
هدف نهایی و ایده‌آل از طراحی بازوی رباتیک، ساخت سازه‌ای است که بتواند ظرافت یک دست واقعی را داشته و البته همان‌قدر هم دقیق عمل کند. بدون‌شک داشتن قیمت مناسب و سادگی در اتصال بخش‌های مختلف و راه‌اندازی هم از ویژگی‌های بسیار مهم خواهد بود؛ هرچند بیشتر اسکلت‌هایی که امروزه در پیکربندی بازوی رباتیک استفاده می‌شود طراحی‌های پیچیده‌ای دارد و شامل قطعات پیشرفته فراوان است. در نتیجه در ابعاد بزرگ اتصال بخش‌های مختلف کار چندان آسانی نیست. محققان دانشگاه ام‌آی‌تی به‌تازگی در کنفرانس «روبوسافت۲۰۲۳» محصولی معرفی کرده‌اند که بسیاری از دردسرهای بازوهای رباتیک قبلی را ندارد. آنها بازوی رباتیک بسیار دقیقی را طراحی کرده‌اند که سرهم کردن آن بسیار ساده‌تر از نمونه‌های موجود است و ساخت قطعات آن نیز با روش‌های ساده‌تری مانند استفاده از چاپگر سه‌بعدی یا برش لیزری انجام می‌شود. بازوی رباتیکی که فعلا طرح آن به صورت مقاله منتشر شده، به صورت قطعات از پیش‌ساخته ارائه خواهدشد که با اتصال این قطعات به یکدیگر بازوی رباتیک آماده می‌شود و این مزیت را خواهد داشت که آزادی عمل بیشتری را دراختیار کاربرقرار می‌دهد.
دست‌هایی دقیق‌تر و ارزان‌تر
چائو لو، اندرو موکادا و همکاران‌شان در مقاله‌ای که برای این طرح ارائه داده‌اند، نوشته‌اند: «درحالی که امروزه بازوهای رباتیک توسعه یافته و در ابعاد گسترده استفاده می‌شوند، در علم رباتیک این‌که بتوان دستی طراحی کرد که به صورت دقیق مفصل‌بندی شده و مثل دستی عادی در امور روزمره استفاده شود همچنان چالشی جدی است. برای بالا بردن توانایی بازوی رباتیک نیاز به قطعات و محرک‌های بیشتری است و همین امر طراحی، ساخت و نگهداری چنین محصولی را دشوارتر و پرهزینه‌تر می‌کند.»
هدف اصلی محققان این پروژه طراحی بازویی رباتیک با انعطاف‌پذیری بالا و در عین حال بدون نیاز به قطعات پیچیده و گران‌قیمت است؛ در حالی که باید بتواند حرکات پیشرفته و دقیقی ارائه دهد.
محققان ام‌آی‌تی درخصوص ویژگی‌های این محصول می‌گویند: «این بازوی رباتیک به صورت قطعات از پیش‌ساخته‌شده‌ای طراحی شده که اجازه ساخت و برنامه‌ریزی سریعی را برای شما فراهم می‌کند. فرآیند ساخت این محصول به دقت طراحی شده تا با مواد ارزان‌قیمت ساخته شود و به سادگی قابل سرهم کردن باشد.»
مراحل ساخت بازوی رباتیک جدید
این بازوی رباتیک سازه‌ای از پیش ساخته است که به مصرف‌کننده اجازه می‌دهد به آسانی در شرایط متفاوت و برای کاربردهای مختلف این سازه‌ها و قطعات را به هم متصل کند. برای مثال محققان می‌توانند به انتخاب خود انگشتان را کم یا زیاد کنند تا کاربرد دست متناسب با شرایط شود یا در شرایط خاص توانایی دست را برای فعالیت ویژه‌ای ارتقا دهند. به‌طور شگفت‌انگیزی، ساخت تمام قطعات این بازوی رباتیک جدید به آسانی قابل انجام است. استخوان‌هایی که در واقع حکم اسکلت دست را دارد به کمک چاپگر سه‌بعدی ساخته می‌شود. همچنین آهن‌رباها، حسگرها و کابل‌هایی که برای ساخت این محصول نیاز است به آسانی در بازار در دسترس است. برای ساخت پوستی که استخوان‌ها را می‌پوشاند، تیم سازنده از روش دو‌مرحله‌ای برای قالب‌گیری استفاده کرده است. آنها اول قسمت‌های مختلف قالب را با استفاده از چاپگر سه‌بعدی می‌سازند و سپس از این بخش‌های مختلف برای قالب‌دهی سیلیکون به شکل دست و انگشت‌ها استفاده می‌کنند. محققان این پژوهش همچنین به‌عنوان بخشی از مطالعه خود، نسخه آزمایشی از این بازوی رباتیک که دارای پنج انگشت است را ساخته و نحوه عملکردش را سنجیده‌اند. براساس نتایج به‌دست آمده این بازو توانسته عملکرد موفقیت‌آمیزی به نمایش بگذارد و درست مانند یک‌دست واقعی، اجسام مختلف را بلند کند و نگه‌دارد. این بازوی رباتیک توانسته با موفقیت اشیای انعطاف‌پذیر یا سخت را بگیرد و جابه‌جا کند؛ اجسامی مانند لیوان پلاستیکی، خودکار و حلقه پلاستیکی. این بازوی رباتیک به‌زودی آزمایش‌های بعدی خود را طی خواهد کرد و به نحوی توسعه خواهد یافت که قابلیت‌هایش را ارتقا بخشد. در نهایت این محصول می‌تواند با دیگر محصولات رباتیک ترکیب شود و ربات‌های انسان‌نما با قابلیت بهتری در برداشتن، نگه‌داشتن و حمل اجسام را توسعه دهد.
منبع: techxplore.com
امین رضا کیفرگیر - خبرنگار پیشران