الهام از بازوی اختاپوس برای توسعه ربات‌های نرم

یک مدل الهام گرفته از طبیعت دری به سوی توسعه کنترل ربات‌های نرم می‌گشاید.

کد خبر: ۵۹۱۴۲۴

تاریخ: ۰۸ اسفند ۱۴۰۱ - ۰۳:۲۴

به گزارش ایران اکونومیست و به نقل از نیوز برک، بازوهای اختاپوس تقریبا برای انجام بی نهایت حرکات پیچیده مانند دستیابی به اجسام، گرفتن آنها، خزیدن و شنا آزاد هستند. اینکه چگونه این حیوانات به چنین طیف وسیعی از فعالیت‌ها دست می‌یابند، منبعی از رمز و راز، شگفتی و الهام است. بخشی از چالش دریافتن نحوه حرکت آنها ناشی از سازماندهی پیچیده و زیست‌مکانی عضلات داخلی این جانور است.

به این مشکل تحت یک پروژه چند رشته‌ای به رهبری پراشانت مهتا(Prashant Mehta) و ماتیا گازولا(Mattia Gazzola)، استادان علوم و مهندسی مکانیک در دانشگاه ایلی‌نوی پرداخته شد. این دو محقق و گروه آنها یک مدل دقیق فیزیولوژیکی از عضلات بازوی اختاپوس ایجاد کرده‌اند.

مهتا می‌گوید: مدل ما، اولین در نوع خود است و نه تنها به درک این مشکل بیولوژیکی کمک می‌کند، بلکه چارچوبی برای طراحی و کنترل ربات‌های نرم در آینده ارائه می‌دهد.

قابلیت‌های چشمگیر بازوهای اختاپوس مدت‌هاست که الهام‌بخش طراحی و کنترل ربات‌های نرم بوده است. چنین ربات‌های نرمی دارای قابلیت انجام وظایف پیچیده در محیط‌های بدون ساختار و در عین حال کارکرد ایمن در اطراف انسان‌ها هستند و کاربردهای مختلفی از کشاورزی تا جراحی دارند.

هنگ شنگ چانگ(Heng-Sheng Chang)، نویسنده ارشد این مطالعه، توضیح داد که بخش‌های نرم بدن مانند بازوهای اختاپوس یک چالش بزرگ برای مدل‌سازی و کنترل است. او گفت: آنها توسط سه دسته‌ی عضلات داخلی اصلی یعنی طولی، عرضی و مورب هدایت می‌شوند که باعث تغییر شکل بازو در چندین حالت می‌شود. به همین دلیل بازوهای عضلانی نرم بر خلاف همتایان سفت و سخت خود آزادی قابل توجهی بیشتری دارند.

گروه‌های مهتا و گازولا با رانور ژیلت(Rhanor Gillette)، پروفسور بازنشسته فیزیولوژی مولکولی ایلی‌نوی، همکاری کردند تا فیزیولوژی اختاپوس مشاهده شده را در مدل ریاضی خود برای این مطالعه بگنجانند.

محققان با گیریش کریشنان(Girish Krishnan)، استاد مهندسی سیستم‌های صنعتی و سازمانی ایلی‌نوی همکاری می‌کنند تا ایده‌های ریاضی خود را در طراحی و کنترل ربات نرم واقعی بگنجانند. این نه تنها یک روش سیستماتیک برای کنترل ربات‌های نرم ایجاد می‌کند، بلکه درک عمیق‌تری از مکانیسم‌های کار آن‌ها را نیز فراهم می‌کند.