به گزارش خبرگزاری دانشجو، در حالی که ظهور سیستم‌های رباتیکی که می‌توانند کارهای خانه را انجام دهند، پیش‌بینی شده بود، اما تاکنون ربات‌هایی که به صورت تجاری عرضه شده‌اند، عمدتاً جاروبرقی‌های رباتیکی هستند که به صورت خودکار کف زمین را تمیز می‌کنند. در مقابل، ربات‌هایی که می‌توانند سطوح را به طور قابل اعتمادی تمیز کنند، مرتب کنند، آشپزی کنند یا سایر کار‌ها را در محیط‌های خانگی انجام دهند، یا بسیار گران هستند یا هنوز به بازار عرضه نشده‌اند.
محققان دانشگاه نورث ایسترن اخیراً SCCRUB، یک بازوی رباتیک نرم، را توسعه داده‌اند که می‌تواند کاری فراتر از جارو کردن و تی کشیدن، که بسیاری از مردم آن را خسته‌کننده می‌دانند، یعنی تمیز کردن سطوح، را انجام دهد. این بازوی رباتیک جدید که در مقاله‌ای در سرور پیش‌چاپ arXiv معرفی شده است، با موفقیت سطوح کثیف، سوخته و چرب را تمیز می‌کند و بیش از ۹۹٪ از بقایای چسبیده به آنها را از بین می‌برد.
جفری لیپتون، نویسنده ارشد این مقاله، به Tech Xplore گفت: «مطالعه اخیر ما بر اساس یکی از مقالات قبلی ما که در Science Robotics منتشر شده است، بنا شده است. ما می‌دانستیم که نوع جدیدی از بازوی رباتیک داریم که می‌تواند قدرت یک مته را از طریق یک بازوی رباتیک نرم منتقل کند. ما می‌خواستیم نشان دهیم که با این پلتفرم جدید چه کارهای دیگری می‌توانیم انجام دهیم.»
برای آزمایش بیشتر اثربخشی بازوی رباتیک نرمی که توسعه داده بودند، لیپتون و همکارانش شروع به جست‌و‌جو در اینترنت کردند و به دنبال کاربرد‌های عملی در دنیای واقعی گشتند. آنها خیلی زود متوجه شدند که یکی از لوازم جانبی دریل که بیشتر در آمازون خریداری می‌شود، اسکرابر است و همین امر آنها را ترغیب کرد تا آن را با بازوی خود ادغام کنند.
جیکوب اف. کووالوسکی، نویسنده اول این مقاله، گفت: «فکر می‌کنم بسیاری از مردم خودشان را برای تمیز کردن چیزی به زحمت انداخته‌اند، اما بعد از آن به این فکر کرده‌اند که: چرا یک ربات نمی‌تواند این کار را انجام دهد؟ واقعیت این است که بازو‌های رباتیکی که به اندازه کافی برای تمیز کردن کارهای سنگین قدرتمند هستند، اغلب در اطراف انسان‌ها ایمن نیستند. هدف ما این بود که نشان دهیم چگونه ربات‌هایی که انعطاف‌پذیری و استحکام را با هم ترکیب می‌کنند، می‌توانند نرم و ایمن و در عین حال به اندازه کافی قدرتمند باشند تا کثیفی‌های سخت را با یک برس تمیز کنند.
SCCRUB، بازوی رباتیک جدید معرفی شده توسط محققان، دارای سه جزء اصلی است. این اجزا شامل یک برس اسکرابر با چرخش معکوس، یک کنترل‌کننده نرم‌افزاری جدید مبتنی بر یادگیری عمیق که اقدامات لازم برای تمیز کردن را برنامه‌ریزی می‌کند و اجزای رباتیکی که قبلاً توسط لیپتون و همکارانش توسعه داده شده بودند و سلول‌های TRUNC نامیده می‌شوند، می‌شود.
لیپتون توضیح داد: «TRUNC مخفف کوپلینگ‌های جهانی پیچشی صلب است. این سلول‌ها می‌توانند هنگام انتقال گشتاور خم شوند، کشیده شوند و انعطاف‌پذیر باشند. با زنجیر کردن و تودرتو کردن آنها، ما یک بازوی رباتی می‌سازیم که سبک و نرم است، اما می‌تواند گشتاوری معادل یک دریل دستی را از طریق بازو منتقل کند. این به ما امکان می‌دهد تا بازو را برای تماس با سطوح و کار در اطراف افراد ایمن کنیم و در عین حال قدرت لازم برای تمیز کردن کثیفی و آلودگی را فراهم کنیم.
اقدامات ربات SCCRUB توسط یک کنترل‌کننده مبتنی بر یادگیری ماشین برنامه‌ریزی می‌شود که حرکات قسمت‌های خاصی از ربات را برنامه‌ریزی می‌کند تا از رسیدن آنها به موقعیت‌های مطلوب اطمینان حاصل شود، ضمن اینکه انعطاف‌پذیری بازو را نیز در نظر می‌گیرد. علاوه بر این، این تیم یک برس مویی به بازوی رباتیک خود اضافه کرده است که می‌تواند کثیفی و بقایای مواد را از سطوح پاک کند.
آلیسا اوگنت، یکی از نویسندگان این مقاله، گفت: «برس متصل به بازوی SCCRUB از یک جعبه دنده سیاره‌ای برای چرخش معکوس برس استفاده می‌کند. با حذف نیرو‌های اصطکاک، برس با چرخش معکوس به بازوی نرم اجازه می‌دهد تا ضمن حفظ موقعیت خود، محکم به سطح فشار وارد کند.»
محققان نمونه اولیه بازوی SCCRUB را در مجموعه‌ای از آزمایش‌ها آزمایش کردند که در بخشی از آن، انواع مختلف "کثیفی" را تمیز می‌کرد. آنها دریافتند که این بازو با موفقیت هم یک بشقاب شیشه‌ای را که قبلاً در مایکروویو با سس کچاپ قرار داده شده بود و هم یک نشیمنگاه توالت فرنگی که به آن مربای بلوبری چسبیده بود، تمیز کرد و تقریباً تمام باقیمانده‌ها را از بین برد.
لیپتون گفت: بازوی نرم ما می‌تواند در کنار انسان‌ها و در فضا‌های انسانی کار کند، اما قدرتی را که معمولاً فقط در ربات‌های سخت گران‌قیمت یافت می‌شود، ارائه می‌دهد.
ما امیدواریم که این روش جدید ساخت ربات‌ها به ربات‌ها اجازه دهد تا در کار‌هایی که کسل‌کننده و کثیف هستند، بدون اینکه خطرناک باشند، فضا‌ها و دنیای ما را در کنار ما به اشتراک بگذارند. اکنون قصد داریم به بهبود بازوی مورد استفاده در SCCRUB برای انجام کارهای دیگر ادامه دهیم.
اسکرابر رباتیک جدیدی که توسط این تیم تحقیقاتی توسعه داده شده است، می‌تواند به زودی بهبود یابد تا طیف وسیعی از کار‌هایی را که می‌تواند با موفقیت انجام دهد، گسترش دهد. لیپتون و همکارانش امیدوارند که در نهایت این ربات از آزمایشگاه خود خارج شده و به محیط‌های خانگی دنیای واقعی راه پیدا کند.
کووالوسکی افزود: امیدوارم روزی شاهد کمک ایمن بازو‌های رباتیک نرم به انسان‌ها در طیف وسیعی از محیط‌ها، از محیط‌های صنعتی گرفته تا کارهای روزمره خانگی، باشم.
- 13
- 2
