ربات نرم

ربات های ساخته شده با پرینتر سه بعدی می توانند از کسانی که در سنین طلایی هستند مراقبت کنند

فرایند طراحی ربات های نرم جمعیت سالخورده جهان در حال افزایش است. تعداد افراد مسن تر – کسانی که سن ۶۰ سال یا بیشتر دارند – تا سال ۲۰۵۰ بیش از دو برابر افزایش می یابد و سریع تر از همه گروه های سنی جوان تر در سراسر جهان رشد می کند.

این روند با افزایش تقاضا برای مراقبان ۲۴ ساعته، نه تنها در بیمارستان ها یا خانه های سالمندان، بلکه در خانه ها و آپارتمان های شخصی نیز می شود.

در حال حاضر، ربات های مراقب برنامه ریزی می شوند تا سوالاتی بپرسند که یک پرستار ممکن است بپرسد و بیماران را زیر نظر بگیرند تا افتادن شان را متوجه شوند. انتظار می رود که این دستیارهای رباتیک به طور فزاینده ای قابل فروش باشند و تا ۲۰۴۵ به ۴۵۰ هزار مورد برسند زیرا با کمبود نیروهای مراقبتی مواجه خواهیم شد.

رامسس مارتینز، استادیار دانشکده مهندسی صنایع و دانشکده مهندسی پزشکی دانشگاه ولدلون در کالج مهندسی پوردو گفت: “متأسفانه ساختار سخت افزاری خارجی ربات های مراقبتی فعلی مانع از روابط ایمن انسان و روبات می شود، و کمک آنها را محدود به تعامل اجتماعی می کند و نه تعامل فیزیکی. با این اوصاف، آیا بچه ها را با ربات ها تنها می گذارید یا افراد سالخورده با مشکلات فیزیکی یا شناختی را به آن ها می سپارید؟”

پیشرفت های اخیر در علم مواد ساخت ربات هایی با بدن شکل پذیر و یا توانایی تغییر شکل در هنگام لمس شدن را ممکن ساخته است اما پیچیدگی طراحی، ساخت و کنترل ربات های نرم در حال حاضر مانع تجاری شدن این فن آوری و استفاده از آن برای برنامه های کاربردی در خانه می شود.

مارتینز و دیگر محققان دانشگاه پوردو روش طراحی جدیدی را توسعه داده اند که وعده طراحی کارآمد و ساخت ربات های نرم با استفاده از چاپگر ۳D را می دهد. این تکنولوژی در نسخه ۸ آوریل از مواد پیشرفته کاربردی منتشر شده است.

فرایند طراحی سه مرحله دارد. اول کاربر یک فایل طراحی کامپیوتری را با شکل ربات ایجاد می کند. سپس کاربر فایل CAD را رنگ می کند تا نشان دهد که مفصل های مختلف ربات در چه جهت هایی حرکت می کنند. یک الگوریتم کامپیوتری سریع چند ثانیه طول می کشد تا مدل CAD را به یک architected soft machine (ماشین نرم معماری شده) سه بعدی تبدیل کند که می تواند با استفاده از هر چاپگر متعارف ۳D چاپ شود.

ماشین های نرم معماری شده مانند انسان ها حرکت می کند، به جز اینکه عضلات آنها به موتورهای مینیاتوری متصل می شوند که از طریق خطوط نایلون متصل به انتهای اندامشان کشیده می شوند. آنها می توانند فشرده و کشیده شوند و به بیش از ۹۰۰ درصد طول اصلی خود برسند. در اینجا ویدئویی در دسترس است.

ماشین های نرم معماری شده مانند انسان ها حرکت می کنند، به جز اینکه انتهای اندام شان بوسیله خطوط نایلونی به جای اتصال به عضلات به موتورهای کوچک متصل اند. آنها می توانند در اثر فشار یا کشش به بیش از۹۰۰ درصد طول اصلی خود کشیده شوند. در اینجا ویدئویی در دسترس است.

مارتینز گفت: “ASM ها می توانند حرکات پیچیده ای مانند چسبیدن یا خزیدن را با سهولت انجام دهند و این کار گامی به جلو در جهت توسعه ربات های نرم مستقل و سبک وزن است. توانایی ASM ها برای تغییر پیکربندی

بدن و راه رفتن شان برای انطباق با گستره ی متنوعی از محیط ها، نه تنها حوزه مراقب را بهبود می بخشد که پاسخ های فاجعه بار رباتیک را نیز بهتر می کند.” در اینجا ویدئویی در دسترس است.

این فناوری ثبت امتیاز شده و محققان به دنبال شرکایی برای تست و تجاری سازی فناوری شان هستند.