Araştırmacılar, yalnızca lazer ışığıyla yönlendirilen, kablosuz ve yerleşik elektronik içermeyen bir yumuşak robotik kol geliştirdi. Bu yenilikçi sistem, engellerin etrafından dolanmak veya bir nesneye müdahale etmek gibi karmaşık görevleri başarıyla yerine getirebiliyor.
Advanced Intelligent Systems dergisinde yayımlanan araştırma, özellikle hassas nesnelerle etkileşime girmesi gereken cerrahi cihazlar ve endüstriyel otomasyon sistemleri için çığır açıcı bir gelişmeye işaret ediyor.
AKILLI MALZEMELERLE HAREKET
Bu kol, ışığa duyarlı azobenzen sıvı kristal elastomer (LCE) adı verilen özel bir polimerden üretildi. Bu malzeme, ışık desenleme cihazı aracılığıyla lazer ışığına tepki vererek hareket ediyor. Böylece cihaz, fiziksel bağlantı veya mekanik parçalar olmadan kontrol edilebiliyor.
Geliştirilen sistemde, lazer ışınlarının dağıtımını sağlayan uzamsal ışık modülatörü kullanılarak robot kolun farklı bölümleri hassas şekilde bükülüp uzatılabiliyor. Bu, robotun esnek ve çok yönlü bir yapıya sahip olmasını sağlıyor.
SINIRLARI AŞAN SERBESTLİK
Geleneksel robotik sistemler genellikle belirli eksenlerde, sınırlı hareket kabiliyetine sahiptir. Ancak Rice ekibi tarafından geliştirilen bu yumuşak robotik kol, teorik olarak neredeyse sonsuz sayıda serbestlik derecesiyle çalışabiliyor. Kolun her bir bölümü, bağımsız şekilde lazer ışığına tepki vererek karmaşık ve organik hareketleri mümkün kılıyor.
Bu, tıp, uzay, hassas üretim gibi alanlarda güvenli ve esnek robotlar için önemli bir potansiyel sunuyor.
GERÇEK ZAMANLI YAPAY ZEKA
Sistemin kontrolü yalnızca optik değil, aynı zamanda yapay zeka destekli. Araştırmacılar, farklı ışık kombinasyonlarının robot kolundaki etkilerini gözlemleyerek bu verileri bir yapay sinir ağına aktardı. Bu model, istenilen bir kol hareketi için gerekli lazer desenini otomatik olarak üretebiliyor.
Bu, operatörden sürekli komut almayı gerektirmeden, sistemin otonom hareket edebilmesini sağlıyor.
GÜVENLİ VE HIZLI TEPKİ
Yeni geliştirilen elastomer, zararlı ultraviyole ışık yerine daha güvenli olan mavi lazer ışığıyla çalışıyor. Ayrıca saniyeler içinde büzülüp gevşeyebiliyor. Bu da önceki ışığa duyarlı malzemelerin saatler süren sıfırlama süreleriyle karşılaştırıldığında önemli bir avantaj sunuyor.
Çalışmada kullanılan malzeme, bir çiçeğin güneşe yönelmesi gibi lazer ışığına doğru eğiliyor. Bu biyomimetik özellik, robot kolun doğal ve uyumlu bir hareket tarzı kazanmasına katkı sağlıyor.
GELECEĞİN ROBOTİĞİNE AÇILAN KAPI
Mevcut prototip düz ve iki boyutlu olarak çalışsa da, araştırmacılar gelecekteki sürümler için sensörler ve kameralarla üç boyutlu hareket yeteneği eklemeyi planlıyor. Bu sayede robot, daha gelişmiş çevresel farkındalıkla donatılabilecek.
Sistem, özellikle implante edilebilir biyomedikal cihazlardan yumuşak ürün işleyen endüstriyel robotlara kadar çok çeşitli kullanım alanlarında daha güvenli, daha hassas çözümler sunabilir.
Araştırma ekibi, bu çalışmayı ışık kontrollü yumuşak robotikte yeni bir kilometre taşı olarak değerlendiriyor. Kablolara ve motorlara bağımlı olmayan bu yaklaşım, robotik sistemlerin tasarım paradigmasını kökten değiştirebilir.
