Esnek/yumuşak robotlar

ABD Savunma Bakanlığı'na bağlı DARPA bu tür robotlarla askeri uygulamalarda kullanmak üzere ilgileniyor. Denizanası biçiminde robotları denizaltında kullanmayı düşünüyorlar

Esnek/yumuşak robotlar

Robotlar her geçen gün yaşamımızın bir parçası olmaya devam ediyorlar. Sanayide kullanılan robotların sayısı giderek artarken günlük yaşamımızı kolaylaştıracak robotlar da devreye girmekte. Ancak bilinen sert, eklemli ve hareketleri sınırlı olan robotların yerini şimdi esnek/yumuşak robotlar almakta ve bu alanda çok sayıda çalışmalar yürütülmektedir.

Peki bu yeni esnek robotlar bir başka deyişle şekil-biçim değiştirebilen robotlar üzerinde çalışmalar ne amaçla yürütülmektedir ve eklemli robotlara göre ne gibi yararlar sağlayacaklardır?

Önce daha çok sanayi sektöründe ve tehlikeli üretim alanında kullanılan eklemli robotların ne gibi olumsuz yönleri olduğuna bakalım.

Öncelikle kullanılan malzemeler metal ve dolayısıyla sert. Hareketleri sınırlıdır. Bu da uygulamaların sınırlı kalmasına neden olmaktadır. Çalıştığı çevreye uyum sağlamakta güçlük çeker ya da uyum sağlayamazlar. Çarpışma anında kırılır, parçalanır ve bozulurlar. Temas güçleri azdır. Genelde yinelenen işleri yaparlar. İnsan için tehlike yaratabilirler.

Esnek robotların özellikleri, kullanıldığı alanlar

Öncelikle bu robotların proje ve deneme aşamalarında olduğunu belirtelim.

ABD’de Harvard Üniversitesi şişen esnek robotları deniyor. Çakılda, çamurda 40 km/saat hızında kolaylıkla ilerleyen robotlar peşinde. Hatta patlayıcı, kimyasal tepkiyle ilerleme sağlayan robotlar yapıldı.

Güney Kore’de Seoul Üniversitesi akıllı, şekillenebilir, biçimlenebilir malzeme kullanarak esnek robot geliştiriyor. Robotlar ezilince ya da üstüne basılınca ilk biçimine dönebiliyor.

İtalya’da Pontedara Teknoloji Enstitüsü kolları havayla şişirilmiş, kırılmaz, silikondan yapılmış dayanıklı robotlar deniyor.

ABD’de DARPA (Defence Advanced Research Projects Agency-Savunma bakanlığına bağlı araştırma kurumu) bu tür robotlarla askeri uygulamalarda kullanmak üzere ilgileniyor. Denizanası biçiminde robotları denizaltında kullanmayı düşünüyor (torpil gibi silah olarak).

İsviçre Zürih üniversitesinde Rolf Pfeifer gazlı robotbilimle ilgileniyor. Esnek uzantıları olan, organları, bitkisel ya da mantarsı kökenli olan robotlar üzerinde çalışılıyor.

Fransa Lille kentinde İNRA enstitüsü fil hortumu şeklinde robotla nesneleri yakalama-sarma denemeleri yürütüyor.

Amazon gibi dağıtım şirketleri esnek robotları kullanmayı düşünüyor.

Gelişme aşamasında olan bu tür robotlar için bakışımsız (asimetrik) nesneleri yakalama-tutma, bulma, tanılama, yapay kasla donatma ve itiş gücü sağlama alanlarında çalışmalar yürütülmektedir.

Sınırlı hareketten sınırsız harekete geçilmektedir.

Uzayan, kısalan, tırmanan, inen, şerit, ip, balon gibi şişen, sönen robotlar denenmektedir.

Bu robotlar öncelikle biyotaklit alanından yararlanırlar. Nedir biyotaklit? Biyotaklit insanların araştırma, geliştirme, sorun çözme gibi alanlarda doğa öğelerini ve hayvanları taklit etmesine dayanır. Uçak yapımında kuşun örnek alınması gibi. Esnek robotlarda genelde fil hortumu, solucan, denizanası, yılan, yarasa, mürekkep balığı, salyangoz, tırtıl, ağaç kökleri gibi, hayvanların ve bitkilerin biçim ve yaşamları örnek alınır ve üretilir.

Esnek robotların sahip olduğu birçok özellik bulunmaktadır:

Esneklik özellikleri nedeniyle (motoru hariç) yeni uygulama alanları açılmaktadır. Silikondan, kauçuktan, plastikten, polimerden yapılırlar. Belleğe sahip malzemeler kullanılabilir.

Boyutları küçüktür (şimdilik), az yer kaplarlar. Darbelere dayanıklıdırlar ve kolaylıkla kırılmazlar.

Tırtıl gibi gövdesini katlayarak kısaltır, uzatabilir.

Üç boyutlu yazıcılarla üretilmeleri mümkündür ve dolayısıyla ucuza üretilebilirler.

Baskı, sıkma, esneme, germe, bükme, şişme gibi hareketleri kolaylıkla yapabildiklerinden uygulama alanları da gelişmektedir. Dolayısıyla, her biçimden nesneyi tümüyle yakalama, tutma, sarma olanağı elde eder.

Gerekirse kendini geliştirir, tamir eder, yarasını kapatır, yeni görevlere göre kendini dönüştürür.

Çevreye çok iyi uyum sağlar, çevreye ve göreve göre biçim alabilir ve gizlenebilirler.

Basınçlı hava, kimyasal tepki, elektrikle çalışırlar, renk değiştirebilirler. Hava, sıvıyla çalıştıkları gibi elektrik etkisiyle harekete geçen elektro-aktif polimerlerle de çalışırlar.

Soğuk ve sıcağa dayanıklıdırlar. İnsan için tehlike arz etmezler.

Hızları sınırlıdır.

Nerede kullanılmaları düşünülmektedir?

Esnek olmaları yeni uygulama alanları açmaktadır. Özellikle tıp alanında ameliyatlarda, ortopedi alanında, kateter, endoskopi alanında kullanılmaları düşünülmekte ve deneyler yapılmaktadır. Damarlarda rahatça dolaşabilirler ve ilaçları istenilen noktaya daha etkili olarak taşıyabilirler. Kasların rolünü oynayarak rehabilitasyonda görev alabilirler.

Kalbi çevreleyerek aynı atışta tutma, çarpma görevini yerine getirebilirler.

Denizaltında denizanası gibi kullanılarak casusluk, mayın ya da mayın bulma görevi yapabilirler.

Doğal felaketlerde, insanın ulaşamayacağı yerlere girerek yardımcı olabilirler.

Gözetim-denetim işlevlerini, özellikle tehlikeli alanlarda yürütebilirler.

Sanayide tehlikeli üretimlerde kullanmak mümkündür.

Tarımda, tarım-gıda sanayinde besicilikte silikonlu maşa ve pençeler son on yıldır kullanılmaktadır. Meyveler zarar görmeden esnek robotlarla toplanır.

Esnek olduklarından karınca gibi ağırlıklarından fazla yük taşıyabilirler.

Kimi esnek robotların sırtına bir milimetrelik kanallar yapılmış ve içine renkli fosforlu sıvılar koyulmuştur. Sıvılar ısıtılarak görünmez hale getirilirler yani kızılötesi ya da ısı bulucular robotu fark edemezler. Böylece casusluk faaliyetlerinde kullanılabilirler. Ancak bu alanda yapılan deneyler pek başarılı olmamıştır.

Esnek robotlar yeni bir alan olup henüz rüştünü ispatlamamıştır ama ilerleme kaydetmektedir. Esnek-yumuşak malzemelerin davranışını modelleme, harekete geçirme, denetleme, hesaplama zorluğu bulunmaktadır. Çünkü özgürlük ya da hareket derecesi fazladır. Temasa geçince biçim bozulduğundan yani davranış değiştiğinden bu konuda algoritmaların gözden geçirilmesi gerekmektedir. İnsanla olacak iletişiminin daha iyi hale getirilmesi gerekir. Benzetim hesapları yapılmalıdır. Çevreyi kavrayan, denetim yöntemleri içeren algoritmalar geliştirilmelidir. Örneğin alıcılarla durum saptanmalı, engel belirlenmeli ve engele göre uyarlama yapılmalıdır.

Boyutları henüz küçük olduğundan içlerinde enerji taşımaları zordur ve şimdilik kabloyla hareket ederler.

Yakın zamanda bu tür robotların yaşamımızda yer alacağı kesindir ve önemli olanda toplum yararına kullanılmaları olacaktır.

Kaynaklar:

Science et Vie dergisi, Nisan 2019.

Humanoides.fr ; franceculture.fr; inra.fr; fr.wikipedia.fr; industrie-techno.com; anthropotechnie.com; usbetika.com; letemps.ch; lesechos.fr; futura-sciences.com. u

Sendika.Org'u destekle

Okurlarından başka destekçisi yoktur