Yumuşak robot nedir? Hiç duydunuz mu? Robot denilince akla Star Wars filmlerindeki R2D2 veya İyi Robot’taki Babür gibi sert, gri ve parlak metalden robotlar gelir. Ancak bilim insanları son dönemde yumuşak robotlar dediğimiz polimer ya da plastik türevleri malzemelerden ürettikleri böylece çok daha kıvrak, biyo-uyumluluğu yüksek, daha hafif ve daha az enerji gerektiren robotlar için çalışmakta. Geçtiğimiz haftada bu alanda yeni ve ilginç bir gelişme yayınlandı.
-Yumuşak Bilgisayar-
Geçtiğimiz günlerde, araştırmacılar sadece lastik ve havayı kullanarak yumuşak bir bilgisayar yaptılar. Ulusal Bilim Akademisi ve Ulusal Bilimler Akademisi ve Bildiri Akademisi’nde yayınlanan makalenin ana yazarı olan Daniel J. Preston, “Elektronik bir bilgisayarın düşünce sürecini yalnızca yumuşak malzemeler ve pnömatik sinyaller kullanarak, elektronikleri basınçlı hava ile değiştirerek taklit ediyoruz” diyor.
Bilgisayarlar karar vermek için dijital kapıları (mesaj alan elektronik devreler, girişler) kullanır ve programlarına göre reaksiyonları (çıkışları) belirler. Tıpkı bedenimizde bulunan doğal devremiz gibi. Bedenimizde de dizkapağımıza bir darbe vurulur (giriş) ve sinir sisteni bacağımızı (çıktısını) sarsmaya programlanır. Preston’ın yumuşak bilgisayarı bu sistemi silikon tüp ve basınçlı hava kullanarak taklit ediyor. Karmaşık işlemler için gereken minimum mantık kapı tiplerini elde etmek için yumuşak valfleri farklı hava basınçlarına tepki gösterecek şekilde programlanmış.
Örneğin; su deposundaki sallanan balık benzeri robot, hangi eylemin gerçekleştirileceğini belirlemek için bir çevresel basınç sensörü kullanır. Robot, tankın tepesinde düşük bir basınç algıladığında ve derinlikte yüksek bir basınç algıladığında yüzeylerde dalış yapar. Birisi harici bir yumuşak düğmeye basarsa robot ayrıca komut üzerine de yüzey yapabilir.
Sadece yumuşak parçalarla yapılan robotların birçok faydası vardır. Otomobil fabrikaları gibi endüstriyel ortamlarda da büyük metal makineler kör hız ve güçle çalışmaktadır. Bir insan girerse, sert bir robot onarılamaz bir hasara neden olabilir. Fakat yumuşak bir robot bir insana çarpıyorsa, Preston, “Yaralanma ya da feci bir başarısızlık konusunda endişelenmenize gerek kalmayacağını” söylüyor. Sadece çok fazla güç uygulayabilirler. Daha önce de bahsettiğimiz gibi yumuşak robotların güvenlik dışında da pek çok faydası vardır. Daha hafif, daha ucuz, daha dayanıklı olmak gibi pek çok avantajları vardır.
Robotları elektroniksiz kontrol eden ilk bilim insanları Preston ve ekip arkadaşları değil. Daha öncesinde de araştırma ekipleri, elektronik olmayan mantık kapıları oluşturmak için sıvı ve havayı kullanabilen mikroakışkan devreleri tasarlamıştı. Bir mikroakışkanlı osilatör, sekiz kolun hepsinin önüne geçen yumuşak bir ahtapot şeklindeki robotu destekleyecek biçimde tasarlandı. Bununla birlikte, mikro-akışkan mantık devreleri genellikle cam veya sert plastikler gibi sert malzemelere dayanır ve bir seferde sadece küçük miktarda havanın geçebileceği ve robotun hareketini yavaşlatan ince kanallar kullanırlar. Ancak Prestpn’ın tasarladığı devreler daha büyük oldğundan dolayı daha hızlı hava akışı sağlar. Ayrıca mikroakışkan devreleri Preston’ın devrelerine göre daha fazla enerji harcar. Mikroakışkan devreleri, hareketsizken bile, cihazlar, stazı korumak için atmosferden havayı bir vakum veya basınç kaynağına akan pnömatik bir direnç kullanır. Preston devreleri uykuda iken enerji girişi gerektirmez. Bu tür bir enerji tasarrufu, robotların güvenilir bir enerji kaynağından uzaklaştığı acil durum veya afet durumlarında çok önemli olabilir.
Kaynakça ve İleri Okuma:
http://news.mit.edu/topic/soft-robotics
https://www.pnas.org/content/early/2019/03/27/1820672116
https://www.sciencedaily.com/releases/2019/03/190325151041.htm
