د روبوټیک په برخه کې په یوه لوی پرمختګ کې، روبوټ د لومړي ځل لپاره د انسان په څیر نرم عضلاتو سره په بریالیتوب سره ډیزاین شوی. دا ډول نرم روبوټونه په راتلونکي کې د انسان دوستانه روبوټونو ډیزاین کولو لپاره ګټور کیدی شي.
روبوټونه د پروګرام وړ ماشینونه دي چې په منظمه توګه په صنعتي غوښتنلیکونو کې کارول کیږي، د بیلګې په توګه د اتوماتیک برخې په توګه، په ځانګړې توګه تولید، ځکه چې دوی په تکراري کارونو کې ښه ډیزاین شوي چې ډیر ځواک او ځواک ته اړتیا لري. روباټونه د فزیکي نړۍ سره په دوی کې د سینسرونو او عمل کونکو له لارې تعامل کوي او دوی د بیا برنامه کولو وړ دي چې دوی د معمول واحد فنکشن ماشینونو په پرتله خورا ګټور او انعطاف منونکي کوي. دا چې دا روبوټونه د دندې ترسره کولو لپاره ډیزاین شوي له لارې څرګندیږي چې حرکتونه یې خورا سخت، ځینې وختونه ټکان لرونکي، ماشین په څیر دي او دوی دروند، مسلط وي او دا ګټور ندي کله چې یو ځانګړي کار په مختلفو وختونو کې متغیر مقدار ځواک ته اړتیا ولري. ټکي روباټونه هم ځینې وختونه خطرناک وي او ممکن خوندي احاطې ته اړتیا ولري ځکه چې دوی د دوی شاوخوا شاوخوا حساس ندي. د روبوټکس ساحه د مختلف اړتیاو سره د صنعت او طبي ټیکنالوژۍ په بیلابیلو برخو کې د روبوټیک ماشینونو ډیزاین ، جوړولو ، برنامه او مؤثره کارولو لپاره مختلف ډسپلینونه لټوي.
د کریسټوف کیپلینجر په مشرۍ په وروستیو دوه اړخیزو مطالعاتو کې ، څیړونکو د نوي ټولګي عضلاتو سره روبوټونه جوړ کړي چې زموږ د انساني عضلاتو سره ورته دي او دوی لري او د پروژې ځواک او حساسیت لکه زموږ په څیر. مرکزي نظر دا دی چې نور چمتو کړي "د طبيعيماشین ته حرکتونه لکه روبوټ. نن ورځ د ټولو روبوټونو 99.9 سلنه سخت ماشینونه دي چې د فولادو یا فلز څخه جوړ شوي، پداسې حال کې چې بیولوژیکي بدن نرم دی مګر د نه منلو وړ وړتیاوې لري. دا روبوټونه د 'نرم' یا 'ډیر ریښتیني' عضلو سره په مناسب ډول ډیزاین کیدی شي د معمول او نازکو کارونو ترسره کولو لپاره (کوم چې د انسان عضلې هره ورځ ترسره کوي) ، د مثال په توګه یوازې نرمه میوه پورته کول یا په کڅوړه کې د هګۍ ایښودل. د دودیزو روبوټونو په پرتله، روبوټونه نصب شوي 'مصنوعي عضلات' به د ځان د 'نرم' نسخو په څیر وي او خوندي وي او بیا به د خلکو سره نږدې نږدې هره دنده ترسره کولو لپاره دودیز شي ، د انسان ژوند او شاوخوا پورې اړوند ډیری احتمالي غوښتنلیکونه وړاندیز کوي. نرم روبوټونه د "همکاري" روبوټونو په توګه راجع کیدی شي، ځکه چې دوی به په ځانګړي ډول ډیزاین شوي وي چې یو ځانګړي دنده د انسان په څیر په ورته ډول ترسره کړي.
څیړونکي هڅه کوي د نرم عضلاتو روبوټ جوړ کړي. دا ډول روبوټ به نرم ته اړتیا ولري عضلات ټیکنالوژي د انسان د عضلاتو تقلید کولو لپاره او دوه داسې ټیکنالوژي د څیړونکو لخوا هڅه شوې - نیوماتیک ایکټیوټرونه او ډایالټریک الیسټومر فعالونکي. 'فعالونکی' د اصلي وسیله په توګه تعریف شوی چې روبوټ حرکت کوي، یا روبوټ یو ځانګړی حرکت ښیي. په نیوماتیک عمل کونکو کې، یو نرم کڅوړه د ګازو یا مایعاتو سره پمپ کیږي ترڅو یو ځانګړي حرکت رامینځته کړي. دا ساده ډیزاین دی مګر لاهم پیاوړی دی که څه هم پمپونه غیر عملي دي او دوی لوی زیرمې لري. دویمه ټیکنالوژي - ډایالټریک الیسټومر اکټیوټرونه د انسولیټ انعطاف وړ پلاستيک په اوږدو کې د بریښنایی ساحې پلي کولو مفهوم کاروي ترڅو دا خراب کړي او پدې توګه حرکت رامینځته کړي. دا دواړه ټیکنالوژي په خپله لا تر اوسه بریالۍ نه دي ځکه چې کله د بریښنا یو بولټ له پلاستیک څخه تیریږي، دا وسایل په بده توګه ناکامیږي او پدې توګه د میخانیکي زیانونو په وړاندې مقاومت نلري.
نور "د بشري لکه "روبوټونه د ورته عضلاتو سره
په دوه اړخیزو مطالعاتو کې راپور شوي ساینس1 او علوم د روباټونو2، څیړونکو د دوه موجود نرم عضلاتو ټیکنالوژیو مثبت اړخونه واخیستل او د نرم عضلاتو په څیر یو ساده عمل جوړونکی یې رامینځته کړ چې د کوچنیو کڅوړو دننه د مایعاتو حرکت بدلولو لپاره بریښنا کاروي. دا انعطاف وړ پولیمر پاوچونه یو انسولینګ مایع لري، د بیلګې په توګه د سوپر مارکیټ څخه منظم غوړ (د سبزیجاتو غوړ یا د کانولا غوړ)، یا کوم ورته مایع کارول کیدی شي. یوځل چې ولتاژ د هایدروجیل الیکټروډونو ترمینځ د کڅوړې د دواړو خواو ترمینځ ځای په ځای شوی و ، اړخونه یو بل ته راښکته شوي ، د تیلو سپاسم رامینځته کیږي ، په دې کې مایع راوباسي او د کڅوړې دننه شاوخوا جریان رامینځته کوي. دا فشار د عضلاتو مصنوعي انقباض رامینځته کوي او یوځل چې بریښنا قطع شي ، تیل بیا آرام کیږي ، مصنوعي د عضلاتو آرام. عمل کوونکی په دې ډول شکل بدلوي، او هغه څیز چې د عمل کونکي سره وصل وي یو حرکت ښیي. له همدې امله، دا 'مصنوعي عضله' په سمدستي توګه په ملیسیکنډونو کې په ورته ډول او د ریښتیني کنکال انساني عضلاتو په ورته دقیقیت او ځواک سره تړون کوي او خوشې کوي. دا حرکتونه حتی کولی شي د انسان د عضلاتو د عکس العمل سرعت مات کړي ځکه چې د انسان عضلات په عین وخت کې د دماغ سره اړیکه نیسي چې د ځنډ لامل کیږي، که څه هم د پام وړ نه وي. له همدې امله، د دې ډیزاین له لارې، یو مایع سیسټم ترلاسه شو چې مستقیم بریښنایی کنټرول یې د استقامت او لوړ فعالیت ښکارندوی کوي.
په لومړۍ څیړنه کې1 in ساینس، عمل کونکي د ډونټ په شکل ډیزاین شوي او دوی د روبوټیک ګریپر له لارې د راسبیري د راټولولو او ساتلو وړتیا او مهارت درلود (او میوه نه چاودوي!). احتمالي زیان چې د بریښنا د بولټ لخوا ترسره شوی و کله چې د انسولیټ مایع څخه تیریږي (د مخکیني ډیزاین شوي فعالینو سره یوه لویه ستونزه) هم په اوسني ډیزاین کې په پام کې نیول شوي او هر ډول بریښنایی زیان پخپله روغ شوی یا سمدستي د نوي لخوا ترمیم شوی. د بیا توزیع د ساده پروسې له لارې ' زیانمن شوي ' برخې ته د مایع جریان. دا د مایع موادو کارولو ته منسوب شوی و، کوم چې ډیر انعطاف لرونکی دی، په ډیرو پخوانیو ډیزاینونو کې کارول شوي او په سمدستي توګه خراب شوي. په دې پروسه کې مصنوعي عضلې له یو ملیون څخه ډیر د انقباض دورې څخه ژوندي پاتې شوي. دا ځانګړی فعال، د ډونټ په شکل کې په اسانۍ سره د راسبیري غوره کولو توان درلود. په ورته ډول، د دې لچک لرونکي کڅوړو د شکل په ګنډلو سره، څیړونکو د ځانګړو حرکتونو سره د فعالینو پراخه لړۍ رامینځته کړه، د بیلګې په توګه حتی د نازکې هګۍ د دقیق او دقیق اړین ځواک سره پورته کول. دا انعطاف منونکي عضلات د "هایډرولیکي پلوه پراخ شوي ځان شفاهي الیکټروسټاټیک" فعالینو یا HASEL actuators په نوم یادیږي.2 خپور شوی ساینس روبوټسهمدا ټیم بیا د عضلاتو دوه نور نرم ډیزاینونه جوړ کړل چې په خطي ډول قرارداد کوي، د انسان بایسپ سره ورته دي، په دې توګه دا وړتیا لري چې د خپل وزن څخه ډیر وزن لرونکي شیان تکرار کړي.
A عمومي نظر دا دی چې روبوټونه ماشینونه دي نو یقینا دوی باید په انسانانو باندې برتری ولري، مګر، کله چې زموږ د عضلاتو لخوا موږ ته د حیرانتیا وړ وړتیاوو په اړه راځي، یو څوک کولی شي په ساده ډول ووایې چې روبوټونه د پرتله کولو سره مخ دي. د انسان عضلات خورا پیاوړي دي او زموږ دماغ زموږ په عضلاتو باندې غیر معمولي کنټرول لري. همدا لامل دی چې د انسان عضلات د دې وړتیا لري چې پیچلي دندې په دقیق ډول ترسره کړي لکه لیکل. زموږ عضلې د دروند کار په کولو سره په مکرر ډول تړون کوي او آرام کوي او ویل کیږي چې موږ واقعیا د خپلو عضلاتو شاوخوا 65 سلنه وړتیا کاروو او دا حد په عمده ډول زموږ د فکر لخوا ټاکل کیږي. که موږ د یو روبوټ تصور کولی شو چې د انسان په څیر نرم عضلات لري، ځواک او وړتیا به خورا لوی وي. دې مطالعاتو ته د یو عمل کونکي رامینځته کولو لپاره د لومړي ګام په توګه لیدل کیږي کوم چې ممکن یوه ورځ د ریښتیني بیولوژیکي عضلاتو لوی ظرفیتونه ترلاسه کړي.
د لګښت اغیزمن 'نرم' روبوټیک
لیکوالان وايي چې مواد لکه د کچالو چپس پولیمر پاکټونه، تیل او حتی الکتروډونه ارزانه او په اسانۍ سره شتون لري چې لګښت یې یوازې 0.9 USD (یا 10 سینټ) ته رسیږي. دا د اوسني صنعتي تولیدي واحدونو او څیړونکو لپاره هڅونکی دی چې خپل تخصص نور هم زیات کړي. هغه توکي چې ټیټ لګښت لري د توزیع وړ او د اوسني صنعت عملونو سره مطابقت لري او دا ډول وسایل د یو شمیر غوښتنلیکونو لکه مصنوعي وسیلو ، یا د انسان ملګري په توګه کارول کیدی شي. دا یو ځانګړی په زړه پوری اړخ دی، ځکه چې د روبوټیک اصطلاح تل د لوړ لګښتونو سره مساوي کیږي. د دې مصنوعي عضلو سره تړلې نیمګړتیا د هغې د عملیاتو لپاره د اړتیا لوړه اندازه بریښنا ده او د سوځیدنې چانس هم شتون لري که چیرې روبوټ د خپل ځواک ډیره برخه ذخیره کړي. نرم روبوټونه د دوی د دودیزو روبوټ همکارانو په پرتله خورا نازک دي چې ډیزاین یې خورا ننګونې کوي، د بیلګې په توګه د پنکچر کولو امکانات، د بریښنا له لاسه ورکول او د تیلو تویول. دا نرم روبوټونه یقینا یو ډول د ځان درملنې اړخ ته اړتیا لري ، لکه ډیری ځینې نرم روبوټونه دمخه کوي.
موثر او قوي نرم روبوټونه د انسان په ژوند کې خورا ګټور کیدی شي ځکه چې دوی کولی شي د انسان بشپړولو او د دوی سره د "همکاري" روبوټونو په څیر کار وکړي نه د روبوټونو پرځای چې د انسان ځای نیسي. همدارنګه، دودیز مصنوعي لاسونه کیدای شي ډیر نرم، خوندور او حساس وي. دا مطالعات هیله مند دي او که چیرې د بریښنا لوړه غوښتنه حل شي ، نو دا د روبوټونو راتلونکي کې د دوی ډیزاین او د دوی حرکت کولو څرنګوالي کې د انقلاب کولو وړتیا لري.
***
سرچینه
1. Acome et al. 2018. د عضلاتو په څیر فعالیت سره په هیدرولیک ډول د ځان شفا ورکولو الیکټروسټاټیک عمل کونکي. ساینس. ۳۵۹(۶۳۷۱). https://doi.org/10.1126/science.aao6139
2. Kellaris et al. 2018. Peano-HASEL actuators: د عضلاتو-ممیتیک، الکترو هیدرولیک ټرانسډوسر چې د فعالولو په وخت کې په لیکه کې قرارداد کوي. ساینس روبوټس. ۵(۱۰). https://doi.org/10.1126/scirobotics.aar3276
***
