Robotik mühendisleri cyborg hamamböceği, robot sinekleri ve daha fazlasını yapar

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

MIT’de elektrik mühendisliği yardımcı doçenti Kevin Chen, “Hayvanların yapamayacağı böcek işlerini düşünürsek, daha küçük robotların neler yapabileceğini, hangilerinin daha büyük robotların yapamayacağını düşünmemize ilham verir” dedi.

Google, botlarını daha insan gibi olacak şekilde eğitiyor

Gelişmelerin çoğu araştırma aşamasında, pazarlama yıllarında. Ancak acil müdahale, tarım ve enerji dahil olmak üzere bir dizi sektöre cazip çözümler sunuyorlar.

Uzmanlar, araştırmanın birkaç nedenden dolayı hızlı olduğunu söyledi. Elektronik sensörler, büyük ölçüde akıllı saat araştırmaları nedeniyle küçülüyor ve daha iyi hale geliyor. Üretim teknolojileri gelişti ve küçük parçalar oluşturmayı kolaylaştırdı. Küçük pil teknolojisi de gelişiyor.

Ama hala birçok zorluk var. Küçük robotlar, daha büyük bir robotun iş yükünü kopyalayamaz. Piller geliştirilmiş olsa da, daha küçük ve daha güçlü olmaları gerekir. Aktüatör adı verilen, enerjiyi otomatik harekete dönüştüren minyatür parçalar daha verimli hale gelmelidir. Sensörler daha hafif olmalıdır.

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

Araştırmacılar, böcek robotik 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 inşa ediyorlar. Diğerleri elektronikleri takar ve canlı böcekleri kontrol eder, esasen siborglar (hem organik hem de mekanik yönleri olan varlıklar) yaratır. Bazıları, anten gibi canlı bir böceğin parçalarını bir robota bağlayan hibrit bir deney yapıyor.

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

Ancak yıllar geçtikçe, büyük ölçüde teknolojideki gelişmeler nedeniyle alana daha fazla araştırmacı girdi. Chen, faaliyetlerin çoğunun, küçük ölçekte “çok havalı özellikler ve karmaşık yapılar” oluşturabilen karbon fiberler ve lazerlerdeki gelişmeler tarafından yönlendirildiğini de sözlerine ekledi.

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

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

Japonya’daki Riken İnce Cihazlar Enstitüsü’nde araştırmacı olan Kenjiro Fukuda, tıslayan Madagaskar cırcır böceklerine 3D baskılı sensörler ekleyen bir ekibe liderlik ediyor. Sensörler, güç için güneş panelleri içeren küçük bir sırt çantası gibi hareket ediyor; Uzaktan kumanda ve özel bilgisayarlar için mavi dişli bir sensör, hamamböceğinin karnına bağlanır ve onu sola veya sağa yönlendirmek için küçük şoklar gönderir.

Fukuda, bu siborg hamamböceklerinin deprem gibi acil durumlarda yardım ettiğini hayal ediyor. Kurtulanların enkaz altında olabileceğini ve çıplak gözle görülmesinin zor olabileceğini söyledi.

Hamamböcekleri uzaktan kontrol edilebilir, karbon dioksit sensörleri ve sırtlarındaki kameralar kullanılarak onları enkazın içine bırakarak kurtarılmaya ihtiyacı olan insanların bulunmasına yardımcı olur.

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

Fukuda, bu yaklaşımı böcekler ve ağustosböcekleri gibi büyük kabuklu diğer böceklere de uygulayabileceğini söyledi. Ancak bu çözümün gerçek hayatta uygulanabilmesi için pil tasarımında ve parçaların çektiği güç miktarında birkaç iyileştirme yapılması gerektiğini söyledi.

Sayborglar söz konusu olduğunda, herkes heyecanlı değil. New York Üniversitesi’nde hayvan biyoetiği profesörü Jeff Sebo, canlı böceklerin ağır teknoloji taşırken insanlar tarafından kontrol edildiğini hissettiklerinden endişe duyduğunu söyledi. Bu nedenle acı mı yoksa sıkıntı mı hissettiklerinin belirsiz olduğunu söyledi, ancak bu, insanların bunu görmezden gelmesi gerektiği anlamına gelmiyor.

“Onların refahına veya haklarına sözde bir hizmet bile vermiyoruz” dedi. Onlara verdiğimiz zararı durmaksızın en aza indirmeye çalışabilmemiz için yasaların, politikaların veya inceleme kurullarının yürürlükte olduğunu önermeyi bile kabul etmiyoruz” dedi.

Chen, yıldırım böceklerinden uçan robotlar yapar. Bunlar böceklerin hareket etme, iletişim kurma ve uçma şeklini taklit eden tam otomatik makinelerdir.

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

Chen, bu, bu robotların bir sürüsünün birbirleriyle iletişim kurmasını sağlayabilir ve mahsulleri dikey çiftliklerde ve hatta uzayda tozlaştırmak için kullanılabilir, dedi Chen.

“Uzayda mahsul yetiştirmek isteseydim, [I want] Tozlaşma” dedi ve “Bu senaryoda, uçan bir robot arıları göndermekten çok daha uygun olur.”

Fuller, hayal gücüne güvenmekten çok daha iyi olduğu için küçük robotlar yaptığında böceklere baktığını söyledi. “İnsan düzeyinde yapamayacağınız çılgınca şeyler yapan böcekleri görüyorsunuz” dedi. “Böceklerin bunu nasıl yaptığına bakıyoruz.”

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

“Bir çanta açıyorsunuz ve bu küçük robot sinekler uçuyor” dedi. “Sonra, sızıntının nerede olduğunu öğrendikten sonra düzeltebilirsiniz.”

Fuller, botlarının bunu yapabilmesi için daha uzun bir yol olduğunu kabul ettiğini söyledi. Robotların verileri iletmesi ve ekiplere geri göndermesi için gereken tüm sensörleri, güç paketlerini ve parçaları küçültmek zor olurdu. Pilleri robotik işlere güç sağlayacak kadar küçük ama yeterince güçlü hale getirmek göz korkutucu bir zorluktur. Kanatlarını çırpabilen ancak sensörleri de taşıyan kararlı robotlar için daha fazla tasarım araştırmasına ihtiyaç var.

Zorluklara rağmenVe Bilim adamları ayrıca, bir güve anteni gibi canlı bir böceğin parçalarını alıp, bir gün ondan veri okuyabilecek bir robota bağlamaya çalışıyorlar, dedi. Bu hibrit yöntemin böcek robotik alanındaki araştırmacılar için harika bir yer olabileceğini söyledi.

Fuller, “Bence gitmemiz gereken yol bu,” diye ekledi. “Zaten iyi çalışan biyoloji parçalarını alın ve gerisini otomatik olarak yapın.”