کوچک سازی ابعاد روبات ها

به گزارش کارگروه فناوری اطلاعات سایبربان، در زمان هایی که یک حادثه ی طبیعی مانند زلزله رخ می دهد، ساختمان ها، خدمات آب و برق و زیرساخت ها به شدت آسیب دیده، امنیت انسان ها را تهدید می کنند. در چنین شرایطی داشتن توانایی حرکت و ورود به مناطق تخریب شده و ناپایدار امکان نجات جان های بسیاری را به وجود می آورد. همچنین به کمک این خصیصه می توان دیگر خطرات موجود در محیط را نیز شناسایی کرد.

همکاری گروه های نجات با روبات ها باعث می شود علاوه بر بالا رفتن احتمال شناسایی و نجات بازماندگان، تهدیدات موجود در برابر اعضای تیم ها به حداقل برسد.

رولاند پولکاویچ (Ronald Polcawitch)، مدیر برنامه ی دارپا در دفتر فناوری میکروسیستمز گفت:

فرقی نمی کند که یک حادثه ی طبیعی، عملیات جستجو و نجات، محیطی خطرناک یا دیگر وضعیت های امدادی حیاتی رخ داده باشد، روبات ها از پتانسیل ارائه ی پشتیبانی مورد نیاز برخوردار هستند.

پولکاویچ ادامه داد:

با وجود این تعدادی از محیط ها هستند که روبات های بزرگ امکان دسترسی به آن را ندارند. روبات های کوچک می توانند کمک های قابل توجهی را ارائه بدهند؛ اما کاهش اندازه ی این دستاوردها نیازمند سطح بالایی از پیشرفت در فناوری است.

پیشرفت فناوری در سیستم های میکروالکترومکانیکی، طراحی های مبتنی بر چاپ سه بعدی، موتورهای فیزو الکرتیک (piezoelectric actuators) و حسگرهایی با سطح مصرف انرژی پایین، به پژوهشگران امکان تولید روبات هایی با ابعاد میکرو یا میلی را می دهد؛ اما این سیستم ها توانایی انجام مأموریت های پیچیده را ندارند.

سازمان دارپا به منظور رفع محدودیت های یاد شده برنامه ی جدیدی را به نام شرمپ (SHRIMP¹) راه اندازی کرد. هدف شرمپ ایجاد روبات های چندمنظوره ای در ابعاد میکرو و میلی است که در رویدادهای طبیعی و بحرانی به کار گرفته می شوند. در قالب این پروژه روی مواد و مکانیزم های محرک و اجزای ذخیره سازی انرژی تحقیق صورت می گیرد. هر دو بخش نام برده به منظور دستیابی به قدرت، مهارت و استقلال دستاورد مذکور ضروری هستند.

فناوری های عملگرمکانیکی تأثیری مستقیم روی قدرت تحرک، ظرفیت حمل بار و چابکی روبات ها دارند. محققان در پوشش شرمپ به توسعه ی عملگرهایی می پردازند که محدودیت نمونه های امروزی را پشت سر می گذارد.

دانشمندان همچنین قصد دارند دستگاه های ذخیره سازی انرژی و مدارهای تبدیل آن را به وجود آورند. بیشتر میکرو روبات ها از یک رابط و اتصال برای تأمین انرژی، هدایت و پردازش مورد نیاز استفاده می کنند که بسیار ناکارآمد بوده منبع ذخیره الکتریسیته محدودی دارند. هدف شرمپ تولید نمونه هایی با عملکرد بدون دخالت انسان است که دارای منابع انرژی قدرتمندی بوده، به میزان قابل توجهی تخلیه ی باتری را کاهش می دهد. همچنین پژوهش هایی نیز در زمینه ی مبدل قدرت صورت می گیرد تا کارایی باتری دستگاه ها افزایش پیدا کند.

مدیر برنامه ی دارپا گفت:

بسترهای میکرو تا میلی، فرصت های منحصر به فردی را برای توسعه همه جانبه میکروالکترونیک فراهم می کند. در حالی که هدف شرمپ ایجاد روبات های کوچک با عملکرد مستقل است، ما پیش بینی می کنیم نتایج به دست آمده در زمینه های یاد شده، در تعداد دیگری از حوزه ها مانند پروتزها و هدایت کننده های نوری که دارای محدودیت مشابه هستند نیز مفید واقع شوند.

وی با اشاره به اینکه توسعه عملگرها و منبع انرژی کارآمدتر تنها چالش های پیشروی تحقیق مذکور نیستند، اشاره کرد باید ملاحظات مکانیکی، الکتریکی و حرارتی بسیاری در ساخت روبات هایی با ابعاد کوچک در نظر گرفته شوند.

1. _{SHort-Range Independent Microrobotic Platforms}