Yumuşak Robotların Dönüşümünde Yeni Bir Dönem
Yukarıdaki görselin birkaç parça ipi temsil ettiğini düşünebilirsiniz, ancak bu küçük unsurlar aslında çok daha derin bir anlam taşıyor. Bu ipler, “beyin” veya bilgisayar zekası olmaksızın geliştirilen, ancak karmaşık alanlardan kıvrılarak hareket edebilen robotları simgeliyor. Bu çığır açıcı gelişmenin arkasındaki ekip, Kuzey Carolina Eyalet Üniversitesi’nden bir grup araştırmacıdır. 2022 yılında, makarna benzeri yumuşak robotlarını ilk kez tanıttılar ve bu robotların bilgisayar veya insan komutları olmaksızın labirentlerde nasıl dolaşabildiğini gösterdiler. Bu teknoloji, fiziksel zeka kavramına dayanmaktadır.
Fiziksel zeka nedir? Fiziksel zeka, robotların yapıldığı malzemelerin yapısal tasarımlarıyla birlikte davranışlarını belirleyen bir kavramdır. Bu tür robotlar, yönlendiren bir bilgisayar veya insan operatör olmadan kendi başlarına çalışabilirler. Ekip, daha karmaşık senaryolarla başa çıkabilen yeni ve geliştirilmiş bir versiyon üzerinde çalışarak daha önceki başarılarını ilerletmiştir. Makine mühendisliği ve havacılık mühendisliği doçenti Jie Yin, konuyla ilgili yaptığı açıklamada, “Daha önceki çalışmalarımızda, yumuşak robotumuzun oldukça basit bir engelli parkurda yön değiştirdiğini ve ilerlediğini göstermiştik” dedi. Yin, “Ancak, robot engellerle karşılaşmadıkça yön değiştiremiyordu. Bu durum, pratikte robotun sıkışıp kalabileceği ve paralel engeller arasında ileri geri hareket edebileceği anlamına geliyordu. Şimdi, kendi başına dönebilme yeteneğine sahip, dolambaçlı labirentlerde rahatça ilerleyebilen, hatta hareketli engellerin etrafından dolaşabilen yeni bir yumuşak robot geliştirdik. Ve bunun hepsi bir bilgisayar tarafından yönlendirilmeden, fiziksel zeka kullanılarak gerçekleştiriliyor.”
Ekip, önceki çalışmalarında kullandıkları aynı malzemeyi, yani sıvı kristal elastomeri yeniden kullandı. Bu malzeme, en az 55°C yüzey sıcaklığına maruz kaldığında yüzeye temas eden kısmı büzülerek robotun yuvarlanmasına neden oluyor. Yüzeyin sıcaklığı arttıkça, robotun hızı da artıyor. Ancak, malzemelerde bir değişiklik olmamasına rağmen, bu yeni robotun tasarımında dikkate değer bir fark bulunuyor. Yeni robot, asimetrik bir tasarıma sahip; bir tarafı düz bir çizgi halinde uzayabilen bükülmüş bir şeritten oluşurken, diğer tarafı daha sıkı bir bükülmeden oluşuyor. Bu asimetri, robotun her iki ucunun uyguladığı kuvvetlerde bir fark yaratıyor ve böylece robot düz bir çizgi üzerinde yuvarlanmıyor. Yukarıda yer alan videoda, bu süreçte robotun nasıl çalıştığını ve bu benzersiz özelliğin zorlu noktalardan kurtulmasına nasıl yardımcı olduğunu görebilirsiniz.
Başyazar Yao Zhao, “Yeni robotumuzun arkasındaki temel konsept oldukça basit: asimetrik tasarımı sayesinde bir nesneyle temas etmeden dönebilme yeteneğine sahip” diyerek ekliyor: “Dolayısıyla, bir nesneyle temas ettiğinde yön değiştirmeye devam etse de (bu durum labirentlerde gezinmesine olanak tanıyor) paralel nesneler arasında sıkışıp kalmıyor. Bunun yerine, yaylar halinde hareket edebilme yeteneği robotun özgürce hareket etmesine imkan tanıyor.”
Hareketli duvarları ve vücut boyutundan daha küçük boşlukları olan labirentler dahi, yazarların “labirent kaçağı” olarak adlandırdığı robot için bir engel oluşturmuyor. Yin, yumuşak robotik ve fiziksel zeka ile neler başarılabileceğine dair heyecan verici bir örnek olmanın ötesinde, bu teknolojinin potansiyel uygulamalarına da değindi: “Bu çalışma, özellikle yumuşak robotların çevrelerinden ısı enerjisi toplayabildiği uygulamalar için, yumuşak robot tasarımına yönelik yenilikçi yaklaşımlar geliştirmemize yardımcı olacak önemli bir adım.” Bu çalışma, Science Advances dergisinde yayımlandı.
