Roboti nyingi hupata uwezo wa kushika na kugusa kwa njia ya magari, ambayo inaweza kuwa kubwa kupita kiasi na ngumu. Kikundi cha Chuo Kikuu cha Cornell kimebuni njia kwa roboti laini kuhisi mazingira yake ndani, kwa njia sawa na wanadamu.
Kundi lililoongozwa na Robert Shepherd, profesa msaidizi wa uhandisi wa mitambo na anga na mpelelezi mkuu wa Maabara ya Roboti za Kikaboni, amechapisha karatasi inayoelezea jinsi miongozo ya mawimbi ya macho inayoweza kunyooshwa inavyofanya kazi kama mpindano, kurefusha na vitambuzi vya nguvu kwenye mkono laini wa roboti.
Mwanafunzi wa udaktari Huichan Zhao ndiye mwandishi mkuu wa "Mkono Bandia Uliounganishwa kwa Kielektroniki kupitia Miongozo ya Mawimbi ya Mawimbi Inayonyooka,” ambayo imeangaziwa katika toleo la kwanza la Sayansi Roboti. Karatasi iliyochapishwa Desemba 6; waliochangia pia walikuwa wanafunzi wa udaktari Kevin O'Brien na Shuo Li, wote wa maabara ya Shepherd.
"Roboti nyingi leo zina vitambuzi nje ya mwili vinavyotambua vitu kutoka juu," Zhao alisema. "Sensorer zetu zimeunganishwa ndani ya mwili, kwa hivyo zinaweza kugundua nguvu zinazopitishwa kupitia unene wa roboti, kama vile sisi na viumbe vyote hufanya tunapohisi maumivu, kwa mfano."
Miongozo ya mawimbi ya macho imekuwa ikitumika tangu miaka ya mapema ya 1970 kwa kazi nyingi za kuhisi, ikiwa ni pamoja na tactile, nafasi na acoustic. Uundaji awali ulikuwa mchakato mgumu, lakini ujio wa zaidi ya miaka 20 iliyopita ya lithography laini na uchapishaji wa 3-D umesababisha ukuzaji wa vitambuzi vya elastomeri ambavyo hutengenezwa kwa urahisi na kuingizwa katika programu laini ya roboti.
Kikundi cha Shepherd kilitumia mchakato wa lithography laini wa hatua nne ili kutoa msingi (ambao mwanga hueneza), na ufunikaji (uso wa nje wa mwongozo wa wimbi), ambao pia huweka LED (diode inayotoa mwanga) na photodiode.
Kadiri mkono wa bandia unavyoharibika, ndivyo mwanga unavyopotea kupitia msingi. Upotevu huo wa kutofautiana wa mwanga, kama inavyogunduliwa na photodiode, ndiyo huruhusu kiungo bandia "kuhisi" mazingira yake.
"Ikiwa hakuna mwanga ulipotea wakati tunakunja kiungo bandia, hatungepata taarifa yoyote kuhusu hali ya kitambuzi," Shepherd alisema. "Kiasi cha hasara kinategemea jinsi inavyopinda."
Kikundi kilitumia uunganisho wake wa optoelectronic kufanya kazi mbalimbali, ikiwa ni pamoja na kushika na kuchunguza kwa umbo na umbile. Hasa zaidi, mkono uliweza kuchambua nyanya tatu na kuamua, kwa upole, ambayo ilikuwa iliyoiva zaidi.
Zhao alisema teknolojia hii ina matumizi mengi zaidi ya bandia, ikiwa ni pamoja na roboti zilizoongozwa na bio, ambazo Shepherd amezichunguza pamoja na Mason Peck, profesa msaidizi wa uhandisi wa mitambo na anga, kwa ajili ya matumizi katika uchunguzi wa anga.
"Mradi huo hauna maoni ya hisia," Shepherd alisema, akimaanisha ushirikiano na Peck, "lakini ikiwa tungekuwa na sensorer, tunaweza kufuatilia kwa wakati halisi mabadiliko ya sura wakati wa mwako [kupitia electrolysis ya maji] na kuendeleza mlolongo bora wa uanzishaji inasonga kwa kasi."
Kazi ya baadaye ya miongozo ya mawimbi ya macho katika robotiki laini itazingatia kuongezeka kwa uwezo wa hisi, kwa sehemu kwa uchapishaji wa 3-D wa maumbo changamano zaidi ya vitambuzi, na kwa kujumuisha kujifunza kwa mashine kama njia ya kuunganisha mawimbi kutoka kwa idadi iliyoongezeka ya vitambuzi. "Kwa sasa," Shepherd alisema, "ni vigumu kufahamu mahali ambapo mguso unatoka."
Kazi hii iliungwa mkono na ruzuku kutoka Ofisi ya Jeshi la Anga ya Utafiti wa Kisayansi, na ikatumia Kituo cha Sayansi na Teknolojia cha Cornell NanoScale na Kituo cha Cornell cha Utafiti wa Nyenzo, zote mbili zinaungwa mkono na Wakfu wa Kitaifa wa Sayansi.
- Tom Fleischman, Chuo Kikuu cha Cornell