Robotik mühendisleri cyborg hamamböcekleri, roboflys ve daha fazlasını yaratıyor

Böceklerden ilham alan robot mühendisleri, arama ve kurtarmaya yardımcı olabilecek, bitkileri tozlaştırabilecek ve gaz sızıntılarını tespit edebilecek makineler yaratıyor.

(Kenjiro Fukuda/RIKEN İnce Film Cihazı Laboratuvarı)

Depremden kurtulanları bulan Cyborg hamam böcekleri. Gaz sızıntılarını algılayan bir “roofly”. Uzayda çiftlikleri tozlaştıran uçan yıldırım böcekleri.

Bunlar sadece çılgın fikirler değil, gerçek oluyorlar.

Robotik mühendisleri, ilham almak için böcek dünyasını araştırıyor. Bazıları 3D baskılı sensörleri canlı Madagaskar tıslayan hamamböceklerine bağlarken, diğerleri böceklerin hareket etme ve uçma biçimlerinden ilham alan tamamen robotik böcekler yaratıyor.

Ağır robotların yapabilecekleri sınırlıdır. Böceklerin nasıl hareket ettiğine ve hareket ettiğine benzer şekilde daha küçük ve daha çevik robotlar inşa etmek, robotların yeteneklerini büyük ölçüde genişletebilir.

MIT’de elektrik mühendisliği yardımcı doçenti Kevin Chen, “Hayvanların yapamadığı böcek fonksiyonlarını düşünürsek,” diyor ve “bu, daha küçük, böcek ölçekli robotların neler yapabileceğini, daha büyük robotların yapamayacağını düşünmemize ilham veriyor. ”

Google, robotlarını insanlara daha çok benzemeleri için eğitiyor

Gelişmelerin çoğu, ticarileşmeden yıllar sonra, araştırma aşamasındadır. Ancak acil durum müdahalesi, tarım ve enerji de dahil olmak üzere bir dizi sektör için cazip çözümler sunuyorlar.

Uzmanlar, araştırmanın birkaç nedenden dolayı hız kazandığını söyledi. Elektronik sensörler, büyük ölçüde akıllı saat araştırmaları nedeniyle küçülüyor ve daha iyi hale geliyor. Fabrikasyon teknikleri ilerlemiş, bu da küçük parçaların inşa edilmesini kolaylaştırmıştır. Küçük pil teknolojisi de gelişiyor.

Ancak birkaç zorluk devam ediyor. Küçük robotlar, daha büyük bir robotun iş yükünü çoğaltamaz. Piller gelişiyor olsa da, daha küçük ve daha güçlü olmaları gerekir. Aktüatör adı verilen, enerjiyi robotik harekete dönüştüren minyatür parçaların daha verimli hale gelmesi gerekiyor. Sensörler daha da hafif olmalıdır.

Washington Üniversitesi Otonom Böcek Robotik Laboratuvarı’nı yöneten yardımcı doçent Sawyer B. Fuller, “Böceklerin bu sorunları nasıl çözdüğüne bakarak başlıyoruz ve çok fazla ilerleme kaydediyoruz” dedi. “Ama henüz sahip olmadığımız pek çok şey var.”

Araştırmacılar, böcek robot araştırmalarının çoğunun birkaç alana bölünebileceğini söyledi. Bazı bilim adamları, arılar ve yıldırım böcekleri gibi gerçek böceklerin hareketini ve boyutunu taklit etmek için bütün bir robot yaparlar. Diğerleri elektronikleri canlı böceklerin üzerine koyar ve onları kontrol eder, esasen siborglar (hem organik hem de mekanik yönleri olan varlıklar) yaratır. Bazıları, anten gibi canlı bir böceğin parçalarını bir makine robotuna bağlayan hibrit bir deney yapıyor.

Robotik mühendisleri, yaklaşık 10 ila 15 yıl önce ilham almak için böcekleri aramaya başladı. O zamanlar, birkaç araştırma laboratuvarı üzerinde çalışıyordu. Chen, “On yıl önce, açıkçası kulağa daha çok bilim kurgu gibi geldiğini düşünüyorum” dedi.

Ancak yıllar geçtikçe, büyük ölçüde teknoloji ilerlediği için daha fazla araştırmacı uzaya girdi. Chen, etkinliğin büyük bir kısmının, küçük ölçekte “çok ince özellikler ve karmaşık yapılar” oluşturabilen karbon fiberler ve lazerlerdeki gelişmelerden kaynaklandığını da sözlerine ekledi.

Akıllı telefonlar ve akıllı saatler araştırmaları daha küçük elektronik parçalar üretmeye teşvik ettiğinden, elektronik sensörler de büyük ölçüde daha iyi hale geldi.

Chen, “Akıllı telefonunuzu düşünürseniz, içinde çok fazla sensör var” dedi. “Bu sensörlerin çoğundan gerçekten faydalanabilir veya bu sensörleri mikro ölçekli robotlara yerleştirebilirsiniz.”

(Video: Kenjiro Fukuda/RIKEN İnce Film Cihazı Laboratuvarı)

Japonya’nın Riken Enstitüsü İnce Film Cihaz Laboratuvarı’nda araştırmacı olan Kenjiro Fukuda, 3D baskılı sensörleri canlı Madagaskar tıslayan hamamböceklerine bağlayan bir ekibe liderlik ediyor. Sensörler, güç için güneş panelleri içeren küçük bir sırt çantası gibi çalışır; uzaktan kumanda için bir mavi diş sensörü ve hamamböceğinin karnına bağlanan ve onu sola veya sağa yönlendirmek için küçük şoklar gönderen özel bilgisayarlar.

Fukuda, bu siborg hamamböceklerinin deprem gibi acil durumlarda yardımcı olacağını öngörüyor. Hayatta kalanlar enkaz altında olabilir ve çıplak gözle fark edilmesi zor olabilir, dedi.

Hamamböcekleri uzaktan kumanda edilebilir ve karbon dioksit sensörleri ve sırtlarındaki kameralarla enkazın içine salınarak kurtarılmaya ihtiyacı olan insanların bulunmasına yardımcı olabilir.

Fukuda, “Büyük insanlar enkazın altına giremez” dedi. “Küçük böcekler veya küçük robotlar yapabilir.”

Fukuda, bu yaklaşımı böcekler ve ağustosböcekleri gibi büyük kabuklu diğer böceklere de uygulayabileceğini söyledi. Ancak bu çözüm gerçek hayatta uygulanmadan önce pil tasarımında ve parçaların ne kadar güç tükettiğinde birçok iyileştirme yapılması gerektiğini söyledi.

Siborg böcekler söz konusu olduğunda, herkes heyecanlanmıyor. New York Üniversitesi’nde hayvan biyoetiği profesörü olan Jeff Sebo, canlı böceklerin ağır teknoloji taşırken insanlar tarafından kontrol edildiğini nasıl hissedebileceklerinden endişe ettiğini söyledi. Acı veya sıkıntı hissedip hissetmedikleri belli değil, dedi, ancak bu, insanların bunu görmezden gelmesi gerektiği anlamına gelmez.

“Onların refahına veya haklarına sözde hizmet bile etmiyoruz” dedi. “Onlara verdiğimiz zararları gönülsüzce azaltmaya çalışabilmemiz için yasalara veya politikalara veya inceleme kurullarına sahip olma hareketinden bile geçmiyoruz.”

Chen, uçan yıldırım böcek robotları yaratıyor. Bunlar, yıldırım böceklerinin hareket etme, iletişim kurma ve uçma şeklini taklit eden tamamen robotik makinelerdir.

Chen’in ekibi, yıldırım böceklerinin gerçek hayatta parlamak ve iletişim kurmak için elektrolüminesansı kullanma biçiminden esinlenerek, uçmak için robot kanatlarını kontrol eden ve uçuş sırasında renkli ışık yayan yumuşak yapay kaslar inşa etti.

Chen, bu robotların bir sürüsünün birbirleriyle iletişim kurmasını sağlayabileceğini ve dikey çiftliklerde ve hatta uzayda ekinleri tozlaştırmak için kullanılabileceğini söyledi.

“Uzayda mahsul yetiştirmek istersem, [I want] tozlaşma” dedi. “Bu senaryoda, uçan bir robot, arı göndermekten çok daha uygun olurdu.”

Fuller, küçük robotlar yaratırken böceklere baktığını çünkü bunun hayal gücüne güvenmekten çok daha iyi olduğunu söyledi. “İnsan ölçeğinde asla yapamayacağınız çılgınca şeyler yapan böcekleri görüyorsunuz” dedi. “Böceklerin bunu nasıl yaptığına bakıyoruz.”

(Video: Matt Stone/Washington Üniversitesi)

(Video: Washington Üniversitesi)

Fuller’ın ekibi robotik bir sinek inşa etmek için çalışıyor. Siborg hamamböceklerine benzer şekilde, sinekler arama-kurtarma görevlerinde kullanılabilir. Ayrıca etrafta uçmak ve havadaki kimyasal sızıntıları veya boru altyapısındaki çatlakları aramak için serbest bırakılabilirler.

“Bir bavul açıyorsunuz ve bu küçük robotik sinekler etrafta uçuşuyor” dedi. “Sonra, sızıntının nerede olduğunu öğrendikten sonra onu yamalayabilirsiniz.”

Fuller, robotlarının bunu yapabilmesi için daha uzun bir yol olduğunu kabul ettiğini söyledi. Robotların hareket etmesi ve ekiplere veri göndermesi için gereken tüm sensörleri, güç paketlerini ve parçaları minyatürleştirmek zor olacaktır. Yeterince küçük ama robotik işlevler için gereken enerjiyi yayacak kadar güçlü piller yapmak göz korkutucu bir zorluktur. Kanatlarını çırpabilen ve uçabilen ancak aynı zamanda sensörleri de taşıyan stabilize edici robotlar için daha fazla tasarım araştırması yapılması gerekecek.

Zorluklara rağmen, Bilim adamlarının ayrıca güve antenleri gibi canlı bir böceğin parçalarını alıp bir gün ondan veri okuyabilecek bir robota bağlamak için çalıştıklarını söyledi. Bu hibrit yöntem, böcek robot araştırmacıları için tatlı bir nokta olabilir, dedi.

“Bence gidilecek yol bu,” diye ekledi Fuller. “Gerçekten iyi çalışan biyolojinin parçalarını alın ve gerisini robotik olarak yapın.”

Leave a Comment