“`html
قام الباحثون بإنشاء روبوتات صغيرة، مرنة، ذات مفصلات ناعمة، مصممة باستخدام طابعات ثلاثية الأبعاد.
تخيل سربًا من الروبوتات الصغيرة، كل منها بحجم راحة يدك، ينتشر في مجتمع دمرته حرائق الغابات، يُحدد المناطق الملوثة بالمواد السامة، يبحث عن الناجين، ويحدد المناطق التي انتشرت فيها حرائق الغابات بسرعة.
أو تخيل استخدام الروبوتات لتنظيف حقول المعارك من الألغام، أو إجراء عمليات بحث وإنقاذ بعد الزلازل، أو نشرها في المزارع لمكافحة الآفات ومتابعة حالة التربة.
“`
ذلك رؤيةٌ عمل عليها ماركوس نيميتز، أستاذ مساعد للهندسة الميكانيكية في جامعة تافتس، لسنواتٍ عديدة.
يقول نيميتز: “كان بحثُ الدكتوراه الخاص بي في روبوتاتٍ جماعية،” “كنتُ أطور خوارزمياتٍ تُسيطر على مجموعاتٍ كبيرة من الروبوتات، مُمكنةً إياهم من مشاركة المعلومات وتعديل السلوك بناءً على الظروف المتطورة والحاجة إلى جهدٍ جماعي.”
“لكنني أدركتُ أنه بينما أنا وغيري كنا نُنشئُ هذه الخوارزميات من أجل المحاكاة، لم تكن هناك أنظمة روبوتاتٍ فعليةٌ تُظهرها. ففكرتُ، ربما يجب عليّ حلّ هذه المشكلة.”
يُعتبر إنشاء سرب فعلي من مئات أو آلاف الروبوتات باهظ التكلفة عمومًا لدرجة يصعب معها تطبيقه. صمم نميتز، إلى جانب الطالب الجامعي سيم أيغول، روبوتًا متينًا يمكن تصنيعه بالكامل تقريبًا باستخدام طابعة ثلاثية الأبعاد في غضون بضع ساعات، مُتغلبًا بذلك على حاجز التكلفة، بالإضافة إلى تقصير مُدّة التصنيع بحيث يُمكن نظريًا طباعة مئات الروبوتات باستخدام مجموعة من الطابعات في يوم واحد.
من المتوقع أن تتمّ تطبيقات سرب الروبوتات في بيئات صعبة وغير متوقعة، وقد تُفقد بعض الروبوتات أو تُضحّى بها أثناء تنفيذ مهمتها الجماعية.
يقول نميتز: “لقد صممنا روبوتاتنا مع مكونات مرنة وصلبة، بدلًا من المكونات الصلبة في الغالب، كما تُرى على روبوت كلب بوسطن ديناميكس ‘سبوت’.”
«يمكنك إسقاط روبوتاتنا من مروحية أو سحقها تحت عجلة، وسوف تستمر في الالتقاط والمشي بعيدًا. فهي تسير على الصخور. وتسير على الرمال. ويمكنها الزحف على المنحدرات الشديدة. ويمكنها التعامل مع العديد من البيئات المختلفة، لذا يمكننا الآن تطوير قدرة سرب فعليًا تخرج من المختبر ولديها معدل بقاء عالٍ.»
تُصنع أطراف الروبوت من روابط شبه ناعمة ومفاصل ناعمة، تشبه أطراف الثدييات أو الزواحف التي تحتوي على هياكل عظمية متصلة بمفاصل مُبطنة بغضاريف ألينة، مما يسمح ببعض الحركة خارج مستوى دوران واحد. من خلال تخصيص مواد متعددة ذات لزوجة مختلفة للروابط، يصبح الروبوت أكثر مقاومةً للتأثيرات المادية.
تُجبر الروبوتات الصلبة تمامًا، وبعضها مُتَحرِّك للغاية، على إجراء تصحيحات مُفاجئة ومتعددة وسريعة في أكثر من طرف لتبقى قائمة عند الهبوط على أرضٍ مُتفاوتة وغير مُتوقعة. أما الروبوتات التي تضمّ مفاصلًا مرنة، فتُظهِر نمطًا أكثر سلاسة في الحركة عند المشي فوق التضاريس، تتكيّف بسهولة مع عدم انتظام السطح.
يُمكن للطابعة إخراج مواد متعددة، لذا تُبنى المكونات شبه الناعمة والناعمة معًا في آنٍ واحد. تُضاف الإلكترونيات يدويًا أثناء الطباعة، ولكن يمكن أيضًا أتمتة هذه الخطوة.
يقول نيميتز: “بمجرد حصولنا على هذه الروبوتات، يمكننا أيضًا تخصيصها، نظرًا لأن كل عملية يمكن أن يكون لها ظروف جديدة.”
«ربما تتذكرون أن فريق كرة قدم كان محاصرًا في نظام كهوف ثام لونغ نانغ نون في تايلاند عام 2018. لم يكن هناك نظام روبوتات قادر على الوصول إليهم بسبب مزيج من القنوات الضيقة، والسطح الصخري، والبيئات تحت الماء. من الناحية النظرية، يمكن طباعة روبوتات بسرعة مع ميزات جديدة مجتمعة للتنقل في هذه البيئات المعقدة لتوصيل الرسائل والإمدادات.
يُجري نيميتز و مختبره العمل بالتوازي على تطبيقات محددة لازالة الألغام و الرصد البيئي، بما في ذلك تتبع التغييرات في الظروف والموقع للجبال الجليدية.
يصف الباحثون البحث في ورقة جديدة في مجلة نيتشر كومينيكيشنز.
المصدر: تافتس
المصدر: المصدر