Yeni süni əzələlər: daha yüngül, daha təhlükəsiz və daha möhkəm robotlar

ETH Zurich tədqiqatçıları bu yaxınlarda robotların hərəkəti üçün süni əzələlər hazırlayıblar, lakin onların həlli əvvəllər görülmüş texnologiyalara nisbətən bir sıra üstünlüklər təklif edir.
Əlavə öyrənilməyə layiqdir, o, robotların sərt deyil, yumşaq olması və ya ətraf mühitlə qarşılıqlı əlaqədə daha həssas olması lazım olan bütün hallarda istifadə edilə bilər.
Bir çox robotist təkcə metal və ya digər sərt materialların və mühərriklərin birləşməsindən ibarət deyil, həm də daha yumşaq və daha uyğunlaşa bilən robotlar yaratmağı xəyal edir.
“Yumşaq” avtomatlar ətraf mühitlə tamamilə fərqli şəkildə qarşılıqlı əlaqədə ola bilər; məsələn, onlar insan əzaları kimi zərbələri yastıqlaya və ya bir cismi zərifliklə tuta bilərlər.
Bu, həm də enerji istehlakı ilə bağlı üstünlüklər təklif edərdi: bu gün robotların hərəkəti adətən uzun müddət bir mövqe tutmaq üçün çoxlu enerji tələb edir, yumşaq sistemlər isə onu daha yaxşı saxlaya bilir.
Beləliklə, insan əzələsini nümunə götürüb onu yenidən yaratmağa çalışmaqdan daha açıq nə ola bilər?

Əlvida, NCCR Robotics: İsveçrənin xidmətində tam on iki il
Ağacları qorumaq üçün onlara “dırmaşan” dron var

Hər bir təbii əzələ kifayət qədər elektrik impulsuna cavab olaraq daralır

Süni əzələlərin işləməsi mütləq biologiyaya əsaslanır.
Təbii həmkarları kimi, süni əzələlər də elektrik impulsuna cavab olaraq büzülür.
Bununla belə, süni əzələlər hüceyrələrdən və liflərdən deyil, korpusu qismən elektrodlarla örtülmüş maye (adətən yağ) ilə doldurulmuş kisədən ibarətdir.
Bu elektrodlar elektrik gərginliyi aldıqda, onlar birləşərək mayeni kisənin qalan hissəsinə itələyirlər, bu da bükülür və buna görə də çəki qaldıra bilir.
Tək kisə qısa əzələ lifləri dəstəsinə bənzəyir.
Bu yastıqlardan bir neçəsi tam bir hərəkət elementi yaratmaq üçün bir-birinə birləşdirilə bilər ki, bu da aktuator və ya daha sadə desək, süni əzələ adlanır.

ProteusDrone, mutant formaları olan yumşaq robota mükafat
Robot it: heyvan biologiyasından ilhamlanan İsveçrə ixtirası

Əvvəlcə elektrostatik aktuatorlar 6.000-10.000 Volt gərginlik tələb edirdi.

Süni əzələlərin inkişafı ideyası yeni deyil, lakin indiyə qədər onların həyata keçirilməsində böyük maneə var idi: elektrostatik aktuatorlar yalnız 6.000-10.000 volt arasında olduqca yüksək gərginliklərlə işləyirdi.
Bu tələbin bir neçə nəticəsi var idi: məsələn, əzələlər böyük, ağır gərginlikli gücləndiricilərə qoşulmalı idi, onlar suda işləmirdilər və insanlar üçün tamamilə təhlükəsiz deyildilər.
tərəfindən yeni bir həll hazırlanıb Robert Katzschmann, ETH Sürixdə robototexnika professoru, Stephan-Daniel Gravert, Elia Varini və digər həmkarları ilə birlikdə.
Onlar “Science Advances” informasiya saytındakı məqalədə əslində bir sıra üstünlüklər təqdim edən süni əzələ variantı haqqında məqalə dərc ediblər.
Robert Katzschmannın laboratoriyasında elmi köməkçi kimi çalışan Stephan-Daniel Gravert çanta üçün yeni bir qabıq hazırlayıb.

Yanğınsöndürənlərə kömək etmək üçün yeni İngiltərə-İsveçrə yanğınsöndürmə pilotsuz təyyarəsi
Beləliklə, İsveçrədə robotlar trekkinqin sirlərini “öyrənirlər”

Gələcək üçün həll yolu? Bu gün yüksək keçiriciliyə malik ferroelektrik materialdan gəlir

Tədqiqatçılar yeni süni əzələləri HALVE aktuatorları adlandırırlar, burada HALVE "Hidravlik gücləndirilmiş aşağı gərginlikli elektrostatik" deməkdir.
“Digər ötürücülərdə elektrodlar qabığın xarici tərəfində yerləşir. Bizdə qabıq bir neçə təbəqədən ibarətdir. Biz yüksək keçiriciliyə malik, yəni nisbətən böyük miqdarda elektrik enerjisini saxlaya bilən ferroelektrik material götürdük və onu elektrod təbəqəsi ilə birləşdirdik. Sonra biz hər şeyi əla mexaniki xassələrə malik olan və çantanı daha dayanıqlı edən polimer qabıqla örtürdük”.izah edir.
Bu yolla tədqiqatçılar tələb olunan gərginliyi azalda bildilər, çünki dəmir-elektrik materialın daha yüksək keçiriciliyi aşağı gərginliyə baxmayaraq böyük qüvvələr əldə etməyə imkan verir.
Stephan-Daniel Gravert və Elia Varini nəinki birlikdə HALVE ötürücülərinin qabığını inkişaf etdirdilər, həm də iki xüsusi robotda istifadə etmək üçün ötürücüləri laboratoriyada özləri qurdular.

Təl-Əvivdə enerjidə süni intellekt və robot texnikasının istifadəsi üzrə Enel laboratoriyası
Atlas robotu artıq belə işləyə və bizimlə qarşılıqlı əlaqə qura bilər

Texniki “maşa” və “balıq” İsveçrədə hazırlanmış əzələnin nəyə qadir olduğunu göstərir

Robotun belə nümunələrindən biri hündürlüyü 11 santimetr olan və iki barmağı olan tutucudur.
Hər bir barmaq HALVE ötürücüsünün ardıcıl birləşdirilmiş üç cibi ilə hərəkət edir.
Kiçik bir batareya enerji təchizatı robotu 900 Volt ilə təmin edir.
Batareya və enerji təchizatı birlikdə cəmi 15 qramdır.
Güc və idarəetmə elektronikası da daxil olmaqla bütün kaliperin çəkisi 45-dir.
Tutucu hamar plastik əşyanı iplə havaya qaldırdıqda öz çəkisini saxlamaq üçün kifayət qədər güclə tuta bilir.
“Bu nümunə HALVE ötürücülərinin nə qədər kiçik, yüngül və səmərəli olduğunu əla şəkildə nümayiş etdirir. Bu həm də o deməkdir ki, biz inteqrasiya olunmuş əzələ idarə edən sistemlər yaratmaq məqsədimizə doğru böyük bir addım atmışıq”.Katzschmann məmnunluqla deyir.
İkinci obyekt isə, demək olar ki, 30 santimetr uzunluğunda, suda asanlıqla hərəkət edə bilən balıq kimi üzgüçüdür.
O, elektronikanı ehtiva edən "başdan" və "Hidravlik gücləndirilmiş aşağı gərginlikli elektrostatik" ötürücülərin qoşulduğu çevik "gövdədən" ibarətdir.
Bu aktuatorlar tipik üzgüçülük hərəkətini yaradan bir ritmdə növbə ilə hərəkət edirlər.
Avtonom balıq staz vəziyyətindən saniyədə üç santimetr sürətlə 14 saniyəyə gedə bilər və bütün bunlar adi kran suyuna batırılır.

Robot it: heyvan biologiyasından ilhamlanan İsveçrə ixtirası
İsveçrədə şəffaf və etibarlı AI üçün Federal Politexnik

Yeni aktuatorlar digər süni əzələlərə nisbətən daha möhkəm və suya davamlıdır

Bu ikinci nümunə vacibdir, çünki o, HALVE ötürücülərinin daha bir yeni xüsusiyyətini nümayiş etdirir.
Elektrodlar artıq qabıqdan kənarda qorunmadığından, süni əzələlər artıq suya davamlıdır və hətta keçirici mayelərə batırılmış vəziyyətdə də istifadə edilə bilər.
“Balıq bu aktuatorların ümumi üstünlüyünü göstərir: elektrodlar xarici mühitdən qorunur və əksinə, ətraf mühit elektrodlar tərəfindən qorunur. Beləliklə, siz bu elektrostatik ötürücüləri suda istifadə edə və ya onlara toxuna bilərsiniz, məsələn”Sürix Federal Texnologiya İnstitutunun professoru əlavə edir.
Zərflərin laylı quruluşunun daha bir üstünlüyü də var: yeni aktuatorlar digər süni əzələlərə nisbətən daha möhkəmdir.
İdeal olaraq, zərflər böyük miqdarda hərəkət etməli və bunu tez yerinə yetirməlidir.
Bununla belə, elektrodlar arasında toz zərrəsi kimi ən kiçik istehsal xətası belə, elektrik nasazlığına, bir növ “mini ildırım vurmasına” səbəb ola bilər.

4 noyabr Lozannada "İsveçrə Robototexnika Günü"
DroneHub ilə misilsiz... dron tədqiqatları üçün “quşxana”

“Mini ildırım” problemləri həll olundu, şirkətlər irimiqyaslı istehsala hazırdır

“Əvvəlki modellərdə bu baş verəndə elektrod yandı və qabıqda dəlik yarandı. Bu, mayenin çıxmasına imkan verdi və aktuatoru yararsız hala saldı”, Stephan-Daniel Gravert izah edir.
Bu problem HALVE ötürücülərində həll edilmişdir, çünki qoruyucu xarici plastik təbəqə sayəsində tək bir deşik mahiyyətcə özünü bağlayır.
Nəticədə, elektrik nasazlığından sonra belə korpus tam funksional olaraq qalır.
İki tədqiqatçı süni əzələlərin inkişafında həlledici irəliləyiş əldə etdikləri üçün açıq-aydın xoşbəxtdirlər, lakin onlar da realdırlar.
Robert Katzschmann dediyi kimi, “İndi biz bu texnologiyanı genişmiqyaslı istehsal üçün hazırlamalıyıq və biz bunu burada ETH laboratoriyasında edə bilmərik. Çox açıqlamalar vermədən deyə bilərəm ki, artıq bizimlə işləmək istəyən şirkətlərin marağı qeydə alınır”.
Məsələn, süni əzələlər bir gün yeni robotlarda, protezlərdə və ya geyilə bilən cihazlarda istifadə oluna bilər.
Başqa sözlə, insan orqanizmində və üzərində istifadə üçün texnologiyalarda...

Robotlara məhsul yığmağa göstəriş vermək üçün...silikondan hazırlanmış moruq
Luqanodan gənc Smilebots robototexnika komandasına layiqli hörmət