به نقل از «ایران اکونومیست»

طراحی مغزهای مایع برای ربات‌های نرم

تاریخ انتشار: ۲۹ آبان ۱۴۰۱ | کد خبر: ۳۶۴۴۲۳۱۶

پژوهشگران "دانشگاه هاروارد" سعی دارند با طراحی عناصر مایع برای ربات‌های نرم، این ربات‌ها را به عصر جدیدی وارد کنند.

به گزارش ایران اکونومیست و به نقل از ادونسد ساینس نیوز، با افزایش تقاضا برای سیستم‌های رباتیک، علاقه به ربات‌های نرم نیز افزایش یافته است. مزیت این ماشین‌های نرم، افزایش توانایی ظریف لمس کردن، جا گرفتن در فضاهای محدود و قابلیت کار کردن به صورت ایمن در اطراف انسان‌های آسیب‌دیده است.

بیشتر بخوانید: اخباری که در وبسایت منتشر نمی‌شوند!

با وجود این، ربات‌های نرم هنوز دارای عناصر سفت و سختی هستند که مانع از کاربرد آنها می‌شوند زیرا این ماشین‌ها همچنان به واحدهای کنترل حاوی دریچه‌های الکترومکانیکی بزرگ وابسته هستند. این موضوع می‌تواند مقیاس‌پذیری ربات‌های نرم را محدود کند و تحرک آنها را کاهش دهد. این امر به ویژه در مورد ربات‌های نرم که برای پرسه زدن آزادانه طراحی شده‌اند، دشوار است.

این محدودیت باعث شده است تا پژوهشگران، کنترل‌کننده‌های رایانه‌ای و میکروکنترل‌کننده‌های مایع را برای جایگزینی سیستم‌های سفت و سخت در نظر بگیرند.

پژوهش جدیدی که در "دانشگاه هاروارد"(Harvard University) انجام شده است، یک تقویت‌کننده الکترونیکی نرم و مایع را پیشنهاد می‌کند و طراحی، ساخت و تجزیه و تحلیل آن را ارائه می‌دهد؛ به این امید که این تقویت‌کننده الکترونیکی بتواند گامی به سوی ابداع ربات‌های نرم کاملا مستقل با حداقل اجزای سفت باشد. در قلب این طرح، ریزسیالات و رایانه‌هایی قرار دارند که سیگنال‌های الکتریکی انتقال‌یافته را با سیگنال‌های حمل‌شده توسط مایعات تعویض می‌کنند.

"الیزابت گالاردو هویا"(Elizabeth Gallardo Hevia)، پژوهشگر دانشکده مهندسی و علوم کاربردی دانشگاه هاروارد و پژوهشگر ارشد این پروژه گفت: به طور سنتی، ما رایانه‌ها را اشیایی می‌پنداریم که سیگنال‌های الکتریکی را پردازش می‌کنند اما در این پژوهش، از مایعاتی مانند آب برای تامین انرژی رایانه استفاده کرده‌ایم. ما به جای سیم‌های رسانا، از کانال‌های لاستیکی توخالی برای جریان یافتن مایع استفاده کردیم. شبکه‌ای از کانال‌های دارای الگوی استراتژیک می‌تواند به دستگاهی منتهی شود که عملیاتی مشابه آنچه در یک رایانه الکتریکی صورت می‌گیرد، انجام می‌دهد.

هویا ادامه داد: این کار به دانشمندان و مهندسان امکان می‌دهد تا از مواد نرمی استفاده کنند که با مایعات کار می‌کنند و قدرت محاسباتی را در کاربردهایی به وجود آورند که در آنها، به کار بردن مایعات سودمندتر از به کار بردن مواد سفت متکی به برق است.

یک گام مهم وجود دارد که باید برای تحقق یافتن این امکان برداشته شود. برای این که یک ربات نرم حرکت کند، سیگنال‌های مبتنی بر مایع باید تقویت شوند.

تحت فشار گذاشتن ربات‌های نرم

برای این که مدارهای میکروسیال گزینه مناسبی برای کنترل ربات نرم باشند، سیگنال‌های کنترل‌کننده باید تقویت شوند تا دستگاه بتواند کار سودمندی را انجام دهد.

هویا گفت: یک تقویت‌کننده، سیگنالی را تقویت می‌کند که در مورد پژوهش ما جریانی از هوا یا آب است. جریان دارای سرعتی است که مایع در آن جریان می‌یابد و بسته به مقدار مایعی که در یک زمان معین سعی دارد از یک کانال عبور کند، فشار وارد می‌شود. ما دوست داریم سیگنال‌ها را کوچک نگه داریم تا از سرعت اطمینان حاصل کنیم. مایع در حال حرکت در سراسر شبکه بزرگ کانال‌ها، مشابه پردازش سیگنال در مهندسی برق است.

این سرعت‌ها و فشارهای کوچک، برای حرکت کردن یک ربات نرم کافی نیست. ربات به جریان‌های پرفشار نیاز دارد تا بتواند متحرک باشد و جریان‌های پرسرعت را نیز برای اطمینان از حرکت کردن با سرعت معقول نیاز دارد. هویا ادامه داد: به عنوان مثال، یک ربات نرم که راه می‌رود و پاهای استوانه‌ای بادی دارد، به مقدار زیادی مایع برای پر کردن پاها نیازمند است اما باید سریع پر شود تا بتواند راه برود یا بدود. به همین دلیل است که ما برای افزایش سرعت و فشار سیگنال کوچک بین رایانه پردازش‌کننده سیگنال و پاهای ربات، به یک تقویت‌کننده نیاز داریم.

تقویت‌کننده سیال این گروه پژوهشی، افزایش فشار را تسهیل می‌کند و ورودی‌های جریان و فشار را به محدوده‌ای می‌رساند که برای عملکرد محرک‌های متداول سیال در ربات‌های نرم مناسب است.

هویا گفت: ما هنوز یک رایانه کاملا سیال را در ارتباط با یک ربات نرم ندیده‌ایم زیرا حوزه میکروسیالات بیشتر بر تجزیه اجزای یک رایانه متمرکز شده است.

یک "بایمکس" در زندگی واقعی

 

کاربردهای آینده رایانه‌های سیال و رباتیک نرم، همراه با این واقعیت که میکروسیال در حال تغییر دادن تصویر رایج رایانه به عنوان یک فناوری متشکل از سیم‌های مسی و تراشه‌های سیلیکونی، برای هویا هیجان‌انگیز است.

وی افزود: در حال حاضر به لطف دستگاه‌های ساخته‌شده از مواد نرم، بسیاری از برنامه‌های کاربردی ممکن شده‌اند یا روش کار کردن آنها بهبود یافته است. به عنوان مثال، ما اکنون رویای ربات های خانگی را در سر داریم که می‌توانند تعامل نزدیکی با انسان داشته باشند.

همچنین، هویا کاربرد ربات‌های نرم را در زیست‌شناسی دریایی خاطرنشان کرد. زیست‌شناسی دریایی، حوزه‌ای است که شاید آنها بتوانند نمونه‌ها را از اقیانوس بازیابی کنند یا دستگاه‌های مخصوص ضبط کردن را بدون آسیب رساندن به نهنگ‌ها روی آنها قرار دهند. در پزشکی، می‌توان از ربات‌های نرم برای توانبخشی که از طریق دستگاه‌های هوشمند نرم و پوشیدنی به بسیاری از بیماران ارائه می‌شود، استفاده کرد. با وجود این، بهترین‌ اهداف ممکن است هنوز در راه باشند.

هویا خاطرنشان کرد که برای پیشرفت‌های بیشتر، به درک بهتر قابلیت‌ها و محدودیت‌های رایانه‌های سیال در ساخت دستگاه‌های عمومی‌تر نیاز است که می‌توان آنها را به راحتی برای برنامه خاصی که در آن استفاده می‌شوند، تنظیم کرد.

در همین راستا، هویا و گروهش در حال حاضر روی ادغام عناصر حسگر در رایانه سیال کار می‌کنند تا بتواند به ورودی‌ها پاسخ دهد. آنها می‌خواهند که اگر قرار است یک ربات نرم در را باز کند، وقتی در را احساس کرد، دستگیره را بچرخاند.

هویا با تاکید بر نیاز به بلوغ این فناوری و تکمیل طراحی آن گفت: پژوهشگران باید نحوه ادغام صحیح این فناوری در دستگاه‌های نرم را بیابند تا اطمینان حاصل شود که دستگاه‌ها در مناطق مناسبی قرار می‌گیرند.

وی افزود: من می‌بینم که این فناوری در ربات‌های مخصوص سرگرمی، دستگاه‌های پوشیدنی که عملکرد ورزشکاران را ردیابی می‌کنند و ربات‌های خانگی که برای زندگی کردن با انسان طراحی می‌شوند، ادغام شده است. به عنوان مثال، برای یک "بایمکس"(Baymax) نرم بادی، رایانه نرم باید جایی در داخل ربات باشد. در مورد پوشیدنی‌ها، ما می‌خواهیم که سطح دستگاه بدون ایجاد حجم اضافی پوشش داده شود و برای ربات‌های به کار گرفته‌شده در خانه، کابل‌هایی را لازم نداشته باشیم که به ربات منتهی شود و به وسایل خانه بپیچد. در عوض، رایانه نرم باید با سایر مواد نرم سازنده ربات یکپارچه‌سازی شود.

این پژوهش، در مجله "Advanced Intelligent Systems" به چاپ رسید.

 

منبع: خبرگزاری ایسنا برچسب ها: ربات نرم

منبع: ایران اکونومیست

کلیدواژه: ربات نرم ربات های نرم تقویت کننده یک ربات نرم رایانه ها سیگنال ها دستگاه ها ربات ها

درخواست حذف خبر:

«خبربان» یک خبرخوان هوشمند و خودکار است و این خبر را به‌طور اتوماتیک از وبسایت iraneconomist.com دریافت کرده‌است، لذا منبع این خبر، وبسایت «ایران اکونومیست» بوده و سایت «خبربان» مسئولیتی در قبال محتوای آن ندارد. چنانچه درخواست حذف این خبر را دارید، کد ۳۶۴۴۲۳۱۶ را به همراه موضوع به شماره ۱۰۰۰۱۵۷۰ پیامک فرمایید. لطفاً در صورتی‌که در مورد این خبر، نظر یا سئوالی دارید، با منبع خبر (اینجا) ارتباط برقرار نمایید.

با استناد به ماده ۷۴ قانون تجارت الکترونیک مصوب ۱۳۸۲/۱۰/۱۷ مجلس شورای اسلامی و با عنایت به اینکه سایت «خبربان» مصداق بستر مبادلات الکترونیکی متنی، صوتی و تصویر است، مسئولیت نقض حقوق تصریح شده مولفان در قانون فوق از قبیل تکثیر، اجرا و توزیع و یا هر گونه محتوی خلاف قوانین کشور ایران بر عهده منبع خبر و کاربران است.

خبر بعدی:

استرالیا نخستین رایانه کوانتومی کاربردی جهان را می سازد

به گزارش خبرگزاری مهر به نقل از اینترستینگ انجینرینگ، دولت فدرال استرالیا و دولت ایالت کویینزلند حدود یک میلیارد دلار استرالیایی (۶۰۰ میلیون دلار آمریکایی) در یک استارت آپ رایانش کوانتومی به نام PsiQuantum سرمایه گذاری کرده اند تا نخستین رایانه کوانتومی مفید و کاربردی جهان را بسازند.

رایانش کوانتومی تاکنون به طور کلی فعالیتی مخصوص بخش خصوصی بوده که شرکت های بزرگ فناوری مانند گوگل، آی بی ام، مایکروسافت میلیون ها دلار در توسعه آن سرمایه گذاری کرده اند. جرمی اوبراین و تری رودلف محققان استرالیایی PsiQuantum را تاسیس کرده اند.

هرچند شرکت های درگیر ساخت رایانه های کوانتومی معتقدند نسل جدید این فناوری می تواند به سرعت مشکلات را حل کند اما تلاش های اولیه آنها برای نشان دادن عملکرد آن کاملاً با مشکلات دنیای واقعی فاصله دارد.

کتی فولی محقق ارشد این پروژه در این باره می گوید: رایانه های کوانتومی به زودی می توانند به بخشی از زندگی روزمره تبدیل شوند و شیوه حل مشکلات مانند یافتن مسیرهای حمل ونقل، سازماندهی بنادر یا کنترل لجستیک برای المپیک ۲۰۳۲ بریزبن را دگرگون کند.

PsiQuantum اعلام کرده نخستین رایانه کوانتومی خطاپذیر جهان را می سازد که بدون خطا و برخلاف رایانه های کوانتومی فعلی است. این امر سبب می شود رایانه های کوانتومی برای مقاصد تحقیقات دفاعی و صنعتی کارآمد باشد.

PsiQuantum به جای استفاده از ابررساناها برای ساخت رایانه های کوانتومی، از روش همجوشی محور استفاده می کند که در آن فوتون ها به عنوان کیوبیت عمل می کنند و مانند رایانه های امروزی، روی تراشه های نیمه رسانا پردازش می شوند.

قرار است نخستین رایانه کوانتومی در مقیاس کاربردی یک میلیون کیوبیت فیزیکی داشته باشد و با استفاده از یک خنک کننده برودتی عمل می کند.

یکی از بنیانگذاران این استارت آپ اعلام کرد محققان کویینزلند از ۲۵ سال قبل روی درک فرایندهای فیزیکی رایانش کوانتومی تمرکز کرده اند. اما در دهه قبل این مشکلات قابل حل شدند.

کد خبر 6094041 شیوا سعیدی قوی اندام