داستان از این قراره که یه تیم از مهندسای باهوش دانشگاه EPFL (که یه دانشگاه معروف تو سوئیسه) اومدن یه کار باحال کردن که شاید انگار تو دنیای رباتا همه‌چیز رو عوض کنه! اونا یه نوع “اسکلت فومی برنامه‌پذیر” ساختن که میشه بهش گفت بدن ربات باحال، هم نرم و هم سفت! یعنی اگه دوست دارین یه ربات همزمان شُل و محکم باشه، این تکنولوژی به کارتون میاد.
الهام اصلی این پروژه، سیستم ماهیچه-استخون حیوونا بود. یعنی بدن جاندارها که یه جاهایی شل و راحت حرکت می‌کنه، یه جاهایی هم سفت و محکم وزنه رو تحمل می‌کنه. بچه‌ها تو آزمایشگاه CREATE به سرپرستی Josie Hughes اومدن ساختار اسکلت رو با فوم (همون اسفنج صنعتی) طراحی کردن که توش هزار تا سلول کوچیکه و هرکدومشون شکل و سختی متفاوتی دارن. نتیجه چی شد؟ رباتی ساختن که شبیه فیل واقعی می‌تونه تنه‌اش رو بچرخونه، خم بشه یا حتی حرکات پیچیده مفصل‌هاش رو در بیاره!
اگه بخوایم راحت‌تر توضیح بدیم، این اسکلت فومی برنامه‌پذیر، انگار جای ماهیچه و استخونِ فیل رو تو ربات گرفته. یعنی بخش تنه نرم و قابل چرخش، مفصل لگن و زانو و پاهاش هم محکم و مقاوم. همون‌طور که تو بدن یه فیل واقعی دامنه حرکتی خیلی بالاست، اینجا هم ربات می‌تونه انواع حرکات بامزه رو اجرا کنه.
توی قلب این تکنولوژی “سلول”ها هستن. سلول یعنی یه تیکه کوچیک از اون ساختار سه‌بعدی فومی. دو نوع سلول اصلی دارن: “body-centered cubic” یا BCC و “X-cube”. هرکدومشون میزان انعطاف و سختی متفاوت دارن. نکته جالبش اینه که می‌تونن این سلول‌ها رو مثل پازل ترکیب یا جابجا کنن و خاصیت‌های جدید درست کنن. فکر کن یه نقطه بدن ربات مثل ماهیچه بشه و یه نقطه مثل استخون، کاملاً نرم به سفت به طور پیوسته تغییر کنه. دقیقاً مثل موجودات زنده! (یعنی دیگه رباتا خشک و مقوایی نمیشن!)
حالا اینجا قضیه جذاب‌تر هم میشه: بچه‌های EPFL فهمیدن اگه این سلول‌ها رو تو جهت‌های مختلف بچرخونی یا روی هم بندازی، میلیون‌ها ترکیب ساختاری جدید درمیاد. مثلا اگه توی یه مکعب، ۴ تا سلول مختلف بذاری، حدود ۴ میلیون نوع ساختار جدید درمیاد، با ۵ سلول؟ بالای ۷۵ میلیون! یعنی تقریبا انگار هر مفصل بدن ربات رو هر جور بخوای بسازی، ممکنه.
برای نشون دادن قدرت این کار، اومدن یه ربات فیلِ باحال ساختن که هم تنه‌اش پیچ و تاب می‌خوره (تنه‌ی فیل واقعاً پیچیده‌تر از اون چیزیه که فکر می‌کنین!) هم پاهاش انگار مفصل واقعی دارن و می‌تونن خم و راست بشن. یه جا مفصل کشویی گذاشتن واسه استخون پا، یه جا مفصل خمشی (برای زانو)، و حتی یه مفصل پیچیده برای حرکت انگشتای پا. اتفاقاً یه عکس خیلی قشنگ هم منتشر کردن که نشون میده ربات فیلشون چقدر حرکتاش شبیه نمونه واقعی شده.
یه چیز باحال دیگه هم اینکه این اسکلت فومی پر از سوراخه – مثل لانه زنبور! این یعنی نسبت استحکام به وزنش خیلی بالاست. (یعنی با وزن کم می‌تونه بار زیاد تحمل کنه؛ یه جورایی مثل بال هواپیماها که سبک و قوی‌ان). Hughes گفته این ساختار فومی حتی برای حرکت توی مایعات عالیه، چون هم سبکه هم میشه باهاش مواد دیگه مثل سنسور رو ترکیب کرد. سنسور یعنی اون قطعه‌هایی که اطلاعات محیط رو جمع می‌کنن و به ربات مغزش منتقل می‌کنن، مثلا اینکه الان تنه‌ام خم شده یا صافه…
این تحقیق تازه اول کاره برای ساخت رباتای سبک، هوشمند و فوق‌العاده منعطف با اسکلت فوم قابل برنامه‌ریزی. یعنی شاید یه روزی فیل رباتیک فقط اسباب‌بازی نباشه، بلکه بشه تو عملیات نجات یا تحقیق یا سرگرمی یا حتی پزشکی ازش استفاده کرد!
حالا اگه کنجکاوین، کل داستان رو تو مجله Science Advances چاپ کردن (یه مجله خفن علمی). خلاصه که تکنولوژی داره میره سمت ربات‌هایی که روز به روز بیشتر شبیه موجودات زنده خودمون می‌شن!
منبع: +
