Robotik
İleri Robotik için Çift Ölçekli Emme
Robotlar ve robotik çalışması sürekli olarak gelişen bir alandır ve süreçlerimizi daha verimli ve optimize hale getirmek için yeni yollar keşfetmeye devam etmektedir. Bu çabalar ve keşifler genellikle doğadan ve hayvan krallıklarından ilham almaktadır. Örneğin, Bristol Üniversitesi’ndeki bilim adamları bir akrep gibi süper adaptif emme yeteneklerine sahip bir robotik emme kupası geliştirdiler.
Akrep İlhamlı Emme Mekanizması Robotlarda
Her şey, Bristol Robotik Laboratuvarı’nın bir ahtapotun biyolojik emme disklerinin yapısını incelemesiyle başladı. Bu emme diskleri çok yüksek seviyelerde emme yeteneklerine sahiptir ve en optimize şekilde herhangi bir kaya parçasına tutunabilir.
Bu araştırma, bir multi-katmanlı yumuşak yapı ve bir akrep gibi kas ve mukus yapılarına benzeyen bir yapay sıvı sisteminin yaratılmasına yol açtı.
Bu araştırmanın en önemli başarısını açıklarken, makalenin baş yazarı Tianqi Yue, şunları söyledi: “En önemli gelişme, mekanik konformasyonun – yumuşak malzemelerin yüzey şekline uyum sağlaması – ve sıvı contanın – temas yüzeyindeki suyun yayılmasıyla emme adaptabilitesini iyileştirmesi – kombinasyonunun etkinliğini başarıyla gösterdiğimizdir. Bu, biyolojik organizmaların adaptif emme yeteneği elde etme konusundaki sırrı olabilir.”
Ana gelişme, şu anda mevcut olan yapay emme modundan daha ileriye gitmek ve adaptif emme – en zor ve karmaşık yüzeylere tutunma yeteneği – alanına girmektir.
Akrep Emme Nasıl Çalışır: Tarihçe
Akrep emmesinin nasıl çalıştığını anlamak, uzun süredir bilim topluluğu için ilgi çekici bir konu olmuştur. Araştırmacılar, akrep emme disklerinin bağımsız olarak hareket edebildiğini ve gerektiğinde nesneleri kavrayabildiğini biliyorlardı.
Livorno’daki araştırmacılar tarafından yürütülen bir çalışma, on yıldan fazla bir süre önce akrepleri inceledi ve akrep emme disklerinin yanları ve kenarlarının benzersiz bir şekilde inşa edildiğini keşfetti. Emme diskleri, her yüzeyde güçlü bir contaya sahip olmayı sağlayan küçük, konsantrik oluklara sahipti.
Benzer oluklar, üst bölümde de görülebiliyordu, bu da etkili ve güçlü bir contaya yol açıyordu.
Bu düşük basınç fenomeni hakkında daha fazla araştırma yaparken, araştırmacılar emme diskleri hakkında daha fazla bilgi edindi. Emme disklerinin yanları ve kenarları sıktı, ancak üst kısmı çok daha sertti. Bu daha az esneklik, muhtemelen yerel olarak düşük basınç oluşturmaya yardımcı oldu, bu da yapışmayı üstün, güçlü ve verimli hale getirdi.
Bu keşiften bu yana, akrep emme mekanizmalarını robotlarda taklit etme fikirleri konuşulmaktadır. Şimdi, bu çabaların meyvelerini görebiliyoruz.
Çift Ölçekli Emme Mekanizması ve Nasıl Gerçekleştirildi
Araştırma, akrep benzeri çoklu emme mekanizmasının mekanik konformasyon ve düzenlenmiş su contasının organik bir kombinasyonu yoluyla çoğaltılabileceğini önerdi.
Bu Araştırmanın Gelecekteki İmpilikasyonları
Potansiyel uygulama alanlarını vurgularken, araştırmacılar bu gelişmenin karmaşık kuru yüzeylerde çalışabilen robotik tutucuların geliştirilmesine yol açabileceğini belirttiler.
Tianqi Yue, mevcut çözümler üzerindeki gelişmeyi vurgularken şunları söyledi:
“Mevcut endüstriyel çözümler, emme oluşturmak için her zaman açık hava pompaları kullanır, ancak bunlar gürültülüdür ve enerji harcar.”
Mevcut çözüm, bir pompa gerektirmez, bu nedenle üstündür. Geliştiricilerinin beklentisi doğrultusunda, mevcut çözümün gelecek nesil robotik tutucuların çeşitli düzensiz nesneleri verimli bir şekilde kavrayabilmesine yol açacağı öngörülüyor.
Ekibe göre, akrepler higher zekaya ve insana benzer göz yapılarına sahip olduklarından, robotikte önemli gelişmelere ilham verdiler.
Akrepler: Harika Bir Yaratık
Akreplerin genetik yapısı o kadar benzersizdir ki,几乎 tüm diğer canlılardan farklıdır. Bir akrep DNA’sı üzerine yapılan bir çalışma akreplerin yaklaşık 33.000 gene sahip olduğunu ortaya koydu, bu da bir insandan yaklaşık 10.000 daha fazladır.
Akrepler, insanlara benzer şekilde, beyinlerinde bir nöral ağ oluşturan bir dizi insan benzeri gene sahiptir. Bu nöral ağ, onlara çeşitli durumlara adaptasyon ve hızlı öğrenme yeteneği kazandırır.
Akreplerin büyük bir beyinleri vardır ve insanlar gibi kapalı bir dolaşım sistemine, iris korumasına sahip gözlere, retinaya ve lenslere sahiptirler.
Akreplerin Zihni
Akreplerin fizyolojik zekası, özellikle büyük beyinleri, bilim adamlarını bilişsel süreçlerini daha derinlemesine incelemeye teşvik etti.
2016 yılında, New York Şehir Üniversitesi’nde Felsefe Profesörü ve Avustralya’da Sydney Üniversitesi’nde Bilim ve Felsefe Tarihi Profesörü olan Peter Godfrey-Smith, ‘Diğer Zihinler: Ahtapot, Deniz ve Bilincin Derin Kökenleri‘ adlı bir kitap yazdı. Kitabında şunları söyledi:
“Ahtapotlar ve akrabaları (kalamar ve mürekkep balığı), omurgasız hayvanlar denizinde zihinsel karmaşıklık adaları temsil eder. Bu yaratıklarla ilk karşılaşmamdan bu yana, onlarla etkileşime girmenin mümkün olduğu güçlü bir duyguya sahip oldum.”
Kitabında, Profesör Godfrey-Smith, bir ahtapotun vücudunda yaklaşık 500 milyon nöron bulunduğunu vurguladı. Bu, insanların sahip olduğu yaklaşık 100 milyar nöronun çok altında olmasına rağmen, ahtapotlar oldukça zeki ve basit labirentleri gezerek ve görsel ipuçlarını kullanarak iki farklı ancak tanıdık ortamı ayırt edebiliyorlar.
#1. ABB
Ahtapot yeteneklerini ürünlerinde taklit etmeye ilgi duyan bir şirket, ABB’dir. 2018 yılında, ABB Teknolojik Ventures, ABB’nin stratejik risk sermayesi yatırım koludur ve Whitesides Grubu’ndan spin-off olan Soft Robotics ile bir ortaklık kurdu.
Ahtapot tentaküllerinin işlevselliğinden esinlenen Soft Robotics, sensör veya elektromekanik cihazlara gerek duymadan çalışabilen polimerlerden yapılan yumuşak robotik aktüatörler geliştirdi. Şirket, tutucunun kendisine hesaplamalı gücü yerleştirdi ve insan elinin yumuşak dokularını taklit eden mikrofluidik kanallara sahip özel malzemeler geliştirdi.
İleri robotikte çoklu ölçekli emme entegrasyonundaki son gelişmeler, bu teknolojilerin etkinliğini ve verimliliğini artırmaya yardımcı olabilir.
#2. Festo
Alman robotik şirketi Festo, bir başka örnek olarak, ahtapottan esinlenen bir robota sahiptir.
Orijinal olarak OctopusGripper olarak adlandırılan bu robotik cihaz, emme kupaları ve hava kombinasyonunu kullanarak nesneleri alabilir, tutabilir ve bırakabilir. Şimdi Tentacle Gripper olarak adlandırılmaktadır. Şirket, bu bionik tutucuyu pnomatik olarak kontrol edilebilen bir yumuşak silikon yapı olarak tanımlamaktadır.
Festo, bu robotu BionicMotionRobot ve BionicCobot olarak adlandırdığı iki pnömatik hafif robotta test etti. Her iki robot da esnek ve sonsuz şekilde sertleşebilirdi.
Yapay tentakel yumuşak bir malzemeden yapıldığı için nazikçe ve yumuşak bir şekilde tutabilirdi. Şirket, bu çözümün gelecekteki işbirliği ortamlarında büyük potansiyele sahip olduğunu iddia etti.
Robotik, Doğadan ve Hayvan Krallığından İlham Alıyor
Bugün, akreplerin emme disklerinden esinlenen özel bir örneği tartıştık. Ancak daha geniş bir perspektiften bakıldığında, robotik çevremizdeki tüm doğal dünyadan ilham alabilir. Ve çoklu bio-ilhamlı robotik girişimleri zaten halka açık olarak faaliyet göstermektedir.
