Kendini İyileştiren Yumuşak Robotlar: Yapay Zeka Destekli Onarımda Yeni Bir Sınır

Robotikte Çığır Açan Gelişme: Biyolojiden İlham Alan Kendini İyileştiren Robotlar

Nebraska-Lincoln Üniversitesi'nden bir mühendis ekibi, hasarı otonom olarak tespit edip onarabilen kendi kendini onaran bir robot geliştirdi. Bu cihaz, geleceğin robotik sistemlerinin ve elektronik cihazlarının uzun ömürlü olmasına katkıda bulunabilir. İşte kendi kendini onaran robotların nasıl norm haline gelebileceği ve atıkları azaltmaya, performansı artırmaya ve gelecekteki yeniliklere nasıl kapı aralayabileceği.

Bir robotun kendini iyileştirmesi fikri bilimkurgu gibi geliyor, ancak yapay zeka ve diğer teknolojilerdeki son gelişmelerle birlikte birçok araştırmacı bu yolu en iyi seçenek olarak görüyor. Kendini iyileştiren bir robot düşündüğünüzde, vücudunu tarayan, hasarı tespit eden ve ardından yerleşik bir araç veya diğer cihazlar kullanarak onu onaran katı bir cihaz hayal edebilirsiniz.

Bu konseptin sorunu, robotun onarımı tamamlamak için ek malzemeye erişmesini gerektirmesidir. Robotun her bileşen için yedek parça taşıması söz konusu değildir. Bu nedenle, bu konsept yalnızca yedek parçaların mevcut olduğu çok sınırlı senaryolarda işe yarayabilir.

Doğayı taklit et

Bu sınırlamaları anlayan bilim insanları, daha iyi bir çözüm bulmak için insan vücudunun iyileşme kapasitesine yöneldiler. Yaralandığınızda, vücudunuz zamanla iyileşebilir. Yaralanma çok ciddi olmadığı sürece, vücudunuz küçük bir kesik gibi bir sorunu fark edebilir ve sorunu iyileştirmek için kaynak ayırabilir. Birkaç gün veya hafta içinde, yaralanma minimum yara iziyle tamamen iyileşir.

ICRA 2025'te Kendini İyileştiren Yumuşak Robotlar Üzerine Yeni Bir Çalışma Yayımlandı

Kendi kendini iyileştiren robotları etkinleştirmek için yeni bir yaklaşımın gerekli olduğunu fark eden bir mühendis ekibi, daha insan benzeri robotik çözümleri incelemeye başladı. Bu araştırma, onları çalışmayı yayınlamaya yöneltti¹ "Akıllı Kendini İyileştiren Yapay Kas: Yumuşak Robotikte Hasar Tespiti ve Delinme Hasarının Otonom Onarımı MekanizmalarıBu yılki IEEE Uluslararası Robotik ve Otomasyon Konferansı'nda.

Bu oyun değiştiren rapor, yumuşak robotları kendi kendini iyileştirme görevlerini yerine getirmenin bir yolu olarak kullanmayı araştırıyor. Yumuşak robotlar, şekillerini ve boyutlarını değiştirmelerine olanak tanıyan esnek bileşenler kullanmaları ve ince bir boruda gezinmek için şekil değiştirme gibi benzersiz görevleri yerine getirmelerine olanak tanımaları bakımından geleneksel seçeneklerden farklıdır.

Mühendisler, katmanlar açısından insan vücuduna benzeyen yumuşak bir robot tasarlamak için biyomimikri kullandılar. Çok katmanlı bir mimari sunarak başladılar. Bu yaklaşım, farklı görevleri yerine getiren ancak botun canlı organizmaların uyarlanabilir dayanıklılığını kopyalamasını sağlamak için birlikte çalışan çeşitli katmanlara dayanır.

Kaynak - Nebraska Üniversitesi - Lincoln

Hareket Katmanı: Kendini İyileştiren Robotlar Nasıl Hareket Eder?

Dış kısım, harekete geçirme katmanıdır. Bu üst katman, aktüatörün hareket etmesini sağlar. Hareketi başlatmak için basınçlı suyla doldurulan küçük ceplere dayanır. Bu yaklaşım, yumuşak robotik için idealdir çünkü yumuşak robotun yeteneklerini sınırlayan motorlara veya diğer sert bileşenlere olan ihtiyacı ortadan kaldırır.

Kendi Kendini Onaran Termoplastik Katman Açıklaması

Bir sonraki katman daha serttir çünkü kendi kendini onaran bir termoplastik elastomer içerir. Bu katman, hasarlı katmanların alt katman tarafından algılanan elektriksel tutarsızlıklara neden olduğu fiziksel kesintiler yaratmak için elektromigrasyon ve termal mekanizmaların tanıtılmasından sorumludur.

Elektronik Cilt: Hasar Algılayan Katman

Bu yumuşak robot mimarisinin alt katmanı, silikon elastomer içine yerleştirilmiş LM mikro damlacıklarından oluşan elektronik bir deridir. Bu yaklaşım, yüzey sürekliliğini izlemek için elektrik akımı kullanması bakımından sinir sisteminiz gibi çalışır.

Özellikle, silikon elastomere gömülü sıvı metal mikro damlacıklar iletken yollar oluşturur. Hasar tespit edildiğinde, sistem bunu lokalize edebilir ve orta tabakaya bildirebilir, bu da daha sonra kendi kendini iyileştirme süreçlerini başlatır.

Kendini İyileştiren Robotlar Hasarı Nasıl Algılar ve Onarır?

Sistem bu elektriksel ayak izini hasar kanıtı olarak algılar ve bu da bölgeye daha yüksek bir akım gönderir. Daha yüksek akım bir ısıtma mekanizması gibi davranarak hasar nedeniyle elektriksel tutarsızlıkların olduğu bölgeyi ısıtır.

İşlem daha sonra orta tabakayı eritir ve yeniden kapatır ve elektromigrasyon yoluyla metal atomları ayrı bir duruma geri döndürülür, kısa devre ortadan kaldırılır ve yaralanma kapatılır. Özellikle, elektromigrasyon her zaman boşluklar nedeniyle bir engel olarak görülmüştür, bu da akımın durmasına neden olmuştur.

Bu çalışma, sürecin iletkenlik ihtiyaçları için bir fayda olarak görüldüğü ilk zamanı temsil ediyor. Elektromigrasyon ve ısıtılmış Joule etkisinin birleşimi, cihazın hasarlı alanı etkili bir şekilde sıfırlamasına ve aynı anda akım tutarsızlıklarını ortadan kaldırmasına olanak tanır. Ek olarak, kendi kendini onaran robotun sorunsuz bir şekilde kendini birden çok kez iyileştirebilmesini sağlar.

Araştırmacılar Kendini İyileştiren Robot Sistemini Nasıl Test Ettiler?

Mühendisler, kendi kendini onaran robotlarının tahmin edildiği gibi performans gösterip gösteremeyeceğini görmek için bir dizi test düzenlediler. Ekip, değişiklikleri doğru bir şekilde ölçmek için cihazı elektrotlarla kurarak başladı. Oradan, çeşitli hasar türleri uyguladılar. Bu etkiler arasında ağır basınç ve kesme vardı.

Kendini İyileştiren Robot Deneylerinden Sonuçlar

Kendi kendini onaran yumuşak robot, hasarı otonom olarak tespit edip kendi kendini iyileştirme sürecini başlatabildi. Cihaz, termal göç başlayana kadar her 0.25 saniyede bir 10 amperlik küçük bir akım rampası uyguladı. Daha sonra süreç her test için 6 kez tekrarlandı ve bu da çeşitli senaryolarda hasar onarımının derinlemesine izlenmesini sağladı.

Kendini İyileştiren Yumuşak Robotiklerin Faydaları

Kendi kendini onaran elektroniklerin masaya getirdiği birçok fayda vardır. Birincisi, elektrikli cihazların kullanım ömrünün uzamasına yardımcı olacaktır. Hasarlı elektroniklerle dolu çok fazla çöp sahası var. Kendi kendini onaran yumuşak robotik, hasarı yerinde onarabilen, maliyetleri ve kesinti süresini azaltan daha iyi bir çözüm sunar.

Kendini İyileştiren Robotların Uygulamaları ve Geleceği

Kendi kendini iyileştiren robotlar çalışması, robotik sektöründe devrim yaratma potansiyeline sahip. Robotlara dayanan birçok sektör var ve otonom dronların ve diğer cihazların kullanımı giderek artıyor. Sonuç olarak, kendi kendini iyileştirme yetenekleri, performansı ve uzun ömürlülüğü bir üst seviyeye taşımak için tam da ihtiyaç duyulan şey olabilir.

Robotik ve Araştırmada Kendini İyileştiren Robotlar

Bu keşiflerin bariz kullanımı robotik sektöründedir. Kendini iyileştirebilen robotlar keşif, arama ve kurtarma görevleri için ideal olacaktır. Bir robotun tehlike yaratabilecek bir nesneyle, örneğin bir dal veya keskin bir kayayla karşılaşabileceği her yer, geleneksel sert ünitelerden daha çok kendini iyileştiren robotlar için uygundur.

Giyilebilir Teknoloji: Kendini İyileştiren Malzemeler İçin Yeni Bir Kullanım Örneği

Bu teknolojinin faydalı olabileceği bir diğer alan ise giyilebilir cihazlar sektörüdür. Akıllı saatler gibi giyilebilir cihazlar günlük olarak çok fazla kötü muameleye maruz kalmaktadır. Bu cihazların kullanıcılarının sıkı programına ve buna eşlik eden tüm beklenmedik çarpma ve çiziklere dayanacak şekilde yapılması gerekir. Kendini onaran giyilebilir cihazlar mükemmel bir çözüm olabilir.

Kendini İyileştiren Robotlar Ne Zaman Piyasaya Sürülecek?

Kendi kendini onaran robotların önümüzdeki 5-10 yıl içinde piyasaya çıktığını görebilirsiniz. Yumuşak robotik sektörü, henüz ivme kazanmaya başlayan hızlı büyüyen bir endüstridir. Bu cihazların faydaları ve yetenekleri daha yaygın olarak anlaşıldıkça daha fazla destek göreceğinden emin olabilirsiniz.

Kendini İyileştiren Robot Araştırmacıları

Kendini onaran robotlar çalışması, Nebraska-Lincoln Üniversitesi'nden mühendisler tarafından ortaya atıldı. Çalışmada birincil katkıda bulunanlar olarak Eric Markvicka, Ethan Krings ve Patrick McManigal listeleniyor. Özellikle, kendini onaran robotik raporu, ICRA 39 En İyi Makale Ödülü finalisti olarak seçilen 1,606 başvurudan yalnızca 2025'undan biriydi.

Mühendislerin ayrıca Ulusal Bilim Vakfı, NASA Nebraska Rekabetçi Araştırmaları Teşvik Programı ve Nebraska Tütün Yerleşimi Biyomedikal Araştırma Geliştirme Fonu'ndan da destek aldıkları belirtildi.

Robotik Pazarına Yatırım Yapmak

Robotik sektörü, pazardaki en yenilikçi sektörlerden biri. Dünyanın en acil sorunlarından bazılarını çözmeye yardımcı olabilecek yeni nesil robotik sistemler geliştirmek için yarışan çok sayıda rakip var. İşte yenilikçi atılımda öncü olan şirketlerden biri.

ABB Ltd.

ABB Ltd. (ABB + 0%) İsviçre merkezli küresel bir teknoloji lideridir. Güçlü odak noktası elektrifikasyon, otomasyon ve robotiktir. 1988'de ASEA (İsveç) ve Brown, Boveri & Cie'nin (İsviçre) birleşmesiyle kurulan ABB, endüstriyel robotik sektöründe en etkili oyunculardan biri haline geldi.

Şirketin robotik bölümü, gelişmiş robotik kollar, işbirlikçi robotlar (cobot'lar) ve esnek üretim çözümleriyle otomasyonun sınırlarını sürekli olarak zorladı. ABB'nin uyarlanabilir robotiğe olan bağlılığı, yumuşak aktüatörler, akıllı malzemeler ve kendi kendini onaran sistemler gibi ortaya çıkan teknolojilerle iyi bir şekilde örtüşüyor; bunlar, Nebraska-Lincoln Üniversitesi çalışmasında keşfedilen yeniliklerdir.

Son yıllarda ABB, akademik kurumlarla ortaklıklar ve yapay zeka destekli otomasyon girişimlerini satın alarak akıllı ve insan dostu robotlara yaptığı yatırımı artırdı. Şirketin GoFa ve YuMi kobotları, dayanıklılığı artırmak ve kesinti süresini azaltmak için kendi kendini iyileştiren malzemelerden büyük ölçüde faydalanabilecek, insanlarla güvenli bir şekilde çalışabilen robotlar geliştirme stratejisine örnek teşkil ediyor. Endüstriler daha otonom, esnek ve hasara dayanıklı sistemlere doğru ilerlerken, ABB bu yeni robotik dalgasını etkinleştirmede ön saflarda yer alıyor.

Yumuşak robotik patlamasından erken yararlanmak isteyen yatırımcılar, ABB gibi şirketleri takip etmek veya ileri malzemelerdeki yeni girişimleri takip etmek isteyebilirler.

En Son ABB (ABB) Hisse Senedi Haberleri ve Gelişmeleri

Kendini İyileştiren Yumuşak Robotlar – Bir Sonraki İş Arkadaşınız

Hasarı algılayıp kendi kendine iyileştirebilen yumuşak robotlar yaratma çabası tüm hızıyla sürüyor. Üreticiler bu cihazları, ek risklere neden olmadan insanlarla birlikte dünya için ideal bir çözüm olarak görüyor. Yaralanmaları algılama ve kendi kendine iyileştirme yeteneğini de eklediğinizde, bu cihazlar oyunun kurallarını değiştiriyor.

Diğer harika robotik atılımlar hakkında bilgi edinin okuyun.

Atıf Yapılan Çalışmalar:

^{1. Krings, EJ, McManigal, P. ve Markvicka, EJ (2025). Akıllı kendi kendini onaran yapay kas: Yumuşak robotikte hasar tespiti ve delinme hasarının otonom onarımı için mekanizmalar. 2025 IEEE Uluslararası Robotik ve Otomasyon Konferansı (ICRA) Bildirileri, 2591–2598. https://smr.unl.edu/papers/Krings_et_al-2025-ICRA.pdf}