فروشگاه اینترنتی پاسارگاد آریان

با افزایش توانایی روبات ها و استفاده آن ها از توانایی های بینایی و شنوایی، پژوهشگران درتلاشند احساس لامسه را نیز به این ماشین ها بیافزایند. پوست مصنوعی، یکی از تازه ترین دستاوردهای روباتیک به شمار می رود.

ابوالفضل کریمی: شاید پوست یکی از تعیین کننده ترین معیارها برای زیبایی باشد ، اما برای روبات ها طراحی یک پوست کارآمد می تواند نقش مهمی در مقبولیت آن ها در اجتماع بازی کند. یک پوشش حساس به تماس می تواند از آسیب وارد کردن تصادفی این روبات ها به دیگران پیشگیری کند.

به گزارش نیوساینتیست، در ماه می / اردیبهشت ، تیمی از موسسه تکنولوژی ایتالیا، آی.آی.تی در جنوآ اولین پوست حساس به لمس را که برای روبات انسان نمای iCub طراحی شده است به آزمایشگاه های سراسر اروپا خواهد فرستاد. آی.آی.تی و شرکایش توانسته اند سنسورهای قابل انعطافی را بسازند که روبات ها را قادر به لمس دنیای اطرافشان می کند.

جورجیو متا دانشمندان روبوتیک در آی.آی.تی در این باره گفت: «پوست یکی از تکنولوژی هایی بود که کمبود آن در روبات های انسان نما احساس می شد. یکی از اهداف ساخت این روبات ها ارتباط آسان و نزدیک با انسان است. اما این موضوع زمانی امکان پذیر است که روبات از آن چه توسط اعضای موتوری قدرتمندش لمس می کند، آگاه باشد».

پوستی از سیلیکون

متخصصان روباتیک تاکنون روش های متعددی را امتحان کرده اند تا بتوانند یک پوست حسگر بسازند. در نمونه های اولیه مانند روبات CB۲ که در دانشگاه اوزاکای ژاپن طراحی شده، چند صد سنسور داخل یک پوست سیلیکونی قرار گرفت.

ریچارد واکر از موسسه Shadow Robot واقع در لندن گفت: «اکنون روش های بسیار زیادی برای حس کردن در حال پدیدار شدن هستند. اما تا زمانی که این روش ها روی روبات های متعددی آزمایش نشوند، نمی توان گفت کدام یک از آن ها برای چه کاربردی مناسب هستند».

متا می گوید: «علاوه بر این ، معیارهای زیادی وجود دارد که باید در پوست وجود داشته باشد. برای مثال پوست باید قابل انعطاف باشد، مساحت زیادی را بپوشاند و قادر باشد حتی کوچک ترین تماس ها را در هرجایی روی خود تشخیص دهد».

iClub

یک روبات انسانن ما و در اندازه یک کودک سه و نیم ساله است. بودجه این پروژه توسط کمیسیون اروپا تامین شده است. خصوصیات تکنیکی iCub کاملا متن باز بوده و تاکنون بیش از ۱۵ آزمایشگاه در سراسر اروپا نمونه های خود از این روبات را ساخته اند. بنابراین آی.آی.تی برای تست کردن پوست طراحی شده خود روبات های زیادی در اختیار خواهد داشت.

این پوست از بوردهای مثلثی شکل قابل انعطافی ساخته شده که مدارهای الکتریکی روی آن چاپ شده است . این بوردها به عنوان سنسور عمل کرده و قسمت زیادی از بدنه iCub را می پوشاند. هر مثلت قابل انعطاف ۳ سانتی متر است و دارای ۱۲ اتصال مسی خازنی است. بین این بردها و لایه خارجی که از جنس لیکراست و یک تماس فلزی بین هر کدام از این اتصالات مسی برقرار می کند، یک لایه لاستیک سلیکونی به عنوان جدا کننده قرار می گیرد . لایه لیکرا و مدارهای قابل انعطاف دو طرف خازن های حس کننده فشار این پوست را تشکیل می دهند.

با این شیوه طراحی ، ۱۲ پیکسل لمسی یا taxel در هر مثلث حس خواهد شد. این دقت taxel می توان الگوهایی مانند چنگ انسان را روی بازوی روبات تشخیص داد.

این روبات می تواند فشاری به اندازه وزن یک گرم را روی هر taxel حس کند. هم چنین این پوست به سنسورهای حس کننده دما که از نیمه رساناها ساخته شده اند نیز مجهز است. قرار است اولین نمونه از این پوست در ماه می / اردیبهشت ارائه شود.

آی. آی. تی همچنین تصمیم دارد یک لایه از پلیمر پیزوالکتریک یا PVDF به این پوست اضافه کند. زیرا سنسورهای خازنی فقط فشار مطلق را اندازه گیری می کنند، اما PVDFها در هنگام تغییر شکل بر اثر تماس ولتاژی تولید می کنند که از آن می توان برای تخمین نرخ تغییرات فشار استفاده کرد.

بنابراین اگر یک روبات نوک انگشتش را روی یک سطح بکشد ، می توان با کمک لرزشی که در اثر اصطحکاک تولید می شود جنس سطح را حدس زد. با چنین حساسیتی می توان تخمین زد که چه میزان نیرو برای بلند کردن اشیا مختلف مانند یک بشقاب چینی لغزنده لازم است.

پوست کوانتومی

فیلیپ تیسام، رئیس شرکت بریتانیایی پراتک در شمال یورک شایر چندان علاقه ای به پوست های حسگر که با خازن ها ساخته شده اند ندارد ، چرا که معتقد است بر اثر استفاده پی در پی ، این پوست ها حساسیت خود را از دست می دهند.

پراتک در عوض یک ماده الاستیک و کشی را به نام کامپوزیت تونلی کوآنتومی QTC معرفی کرده است. این محصول از یک لایه پلیمری مانند لاستیک سیلیکونی تشکیل شده که توسط نانوذرات میخی نیکل پر شده است. یک ولتاژ در سراسر این پوست منتشر می شود و زمانی که فشرده می شود، همراه با کوچک شدن پلیمر ، فاصله بین نانوذرات تغییر پیدا کرده و باعث جریان پیدا کردن الکترون ها یا تونل شدن آن ها از یک نانوذره به ناحیه بعدی که در حال لمس شدن است می شود. مقاومت الکتریکی این ماده سریعا کاهش پیدا می کند و به نسبت نیرویی که به سطح وارد شده، می توان میزان تماس را اندازه گیری کرد.

در آزمایشگاه رسانه ای موسسه تکنولوژی ماساچوست، ام.آی.تی، آدام ویتسون در حال ساخت یک پوست حس گر مبتنی بر QTC برای شرکت های روبات سازی تجاری است. اما به جای استفاده از یک پوست سخت و چسبان ، ویتون از یک پوشش رهاتر استفاده کرده که بیشتر شبیه به لباس است.

اما قابلیت های شگفت انگیز دیگری نیز می تواند توسط QTCها پیاده سازی شود . برای مثال می توان از QTC به عنوان یک بینی الکتریکی استفاده کرد.

در صورتی که پلیمر اصلی به درستی انتخاب شود، می توان از واکنش هایی که بین گازهای فرار شیمیایی در فضا انجام می شود استفاده کرده و به این ترتیب می توان یک بینی الکتریکی طراحی کرد که قادر است برای مثال نشت گاز را در خانه تشخیص دهد. وینتون در این باره گفت : این بدان معناست که ما می توانیم قابلیت هایی به روبات ها اضافه کنیم که پوست خودمان قادر به انجام آن نیست.

البته این بدین معنا نیست که پوست ما در ساخت این تکنولوژی های جدید تاثیرگذار نبوده است. Shadow Robot به زودی آزمایش یک سرانگشت حساس به لمس شبیه به انسان را در پایگاه راه اندازی Syntouch در کالیفرنیا آغاز می کند.

این سرانگشت از یک کیسه پر از مایع تشکیل شده است که درست مانند یک انگشت واقعی به نظر می رسد و مجهز به سنسورهایی است که می توان لرزش ، فشار و دما را اندازه گیری کند.

به هر حال هر کدام از این تکنولوژی ها که با موفقیت بیشتر همراه شد، پوست های حس گر روبات ها می تواند به ما در ارتباط بهتر با این یاران انسان نمای آینده کمک کند.