Hamam Böceğinden Esinlenilen Karasal Robot

Karasal alanlarda küçük hayvanlar tarafından aşılması gerekilen çimen, taş gibi engeller mevcuttur. Bu engellerden yola çıkarak tasarlanan akabinde hamam böceğinden esinlenilerek geliştirilen karasal robotla ilgili ayrıntılar haberimizde.

A- A+

09.12.2016 tarihli yazı 10677 kez okunmuştur.

Robot bilimciler, küçük hayvanların karşılaştıkları engelleri gözlemleyerek bazı tespitler yaptılar. ChenLi ve ekibi Berkeley'nin Poly-PEDAL Laboratuvar'ı ve Biomimetic Millisystems Laboratuvarı'nda yaptıkları araştırmalar sonucunda hamam böceğinin hareketlerini daha yakından incelemeye karar verdiler. Tropikal yağmur ormanlarında yaşayan hamam böcekleri; çimen, çalılık, yaprak çöpü, ağaç gövdeleri ve mantar gibi çeşitli engeller ile karşılaşırlar. Bunun üzerine araştırmacılar, şekli diske benzeyen hamam böceklerinin hareketlerini incelemek için hamam böceğinin üzerine küçük aralıklarla kameralar yerleştirip çimen benzeri, düşey kirişlerin bulunduğu, yapay bir engel ortamında hareketlerini gözlemlediler. Araştırmacılar daha sonra, dikdörtgen ve altı bacaklı bir robot tasarladılar ve aynı engellerde robotun hareketlerini gözlemlediler. Bu testte ise robotun engelleri rahatlıkla aşamadığını tespit ettiler. Robotu aerodinamik kabuk ile donatan ChenLi ve ekibi, robota, hamamböceği gibi manevra yapabilme özelliğini ekleyerek, engel testlerinden başarı elde ettiler.

►İlginizi Çekebilir: Bukalemun Robot Geliştirildi

Profesör Li'nin kabuklu robotlar üzerine daha önceki araştırması, kabukların engelleri aşmada yardımcı olduğunu göstermektedir. Fakat kabukların şekilleri nedeniyle robotlar ters döndüğünde sıkışma gibi problemler söz konusu olmaktadır. Hamamböcekleri gözlemlendiklerinde bu tarz sorunlar yaşamıyorlardı. Bunun üzerine ChenLi, kabukları yarı yarıya keserek ve bazı hareketlere geçiriciler ekleyerek robotlara hamam böceklerinde bulunanmanvera yapma gibi özellikleri aktarmıştır. Bu özelliklerin çalışması için robotun kanatlarını olabildiğince geniş açması gerekmektedir. Yapılan deneyler sonucunda robotların şarjının az olması durumunda bile kanatları asimetrik açıldığı sürece, başarılı bir sonuç elde edilmiştir. Kanatları açıp kapatarak vücudu “morph” (şeklini değiştirmek) edilebilmektedir. Bu, toprak dinamik (terradynamic) akıcılık ve lokomotorun işleviyle engelleri aşmaya olanak tanır. Engellerin üstesinden gelmek için çok fazla kinetik enerji kullanılıyor. Bu, yarı-statik şekil değiştirme, kütle değiştirme merkezi, pasif dönüş ( ters çevrilirken kararsız olma) veya kendi kendini yeniden birleştirme gibi mevcut olayları içerir. Bu mekanizmalar da çok fazla performans gerektirmekte dolayısıyla fazla enerji kullanılmaktadır.

►İlginizi Çekebilir: Hem Yüzebilen Hem Uçabilen Robot Böcek

Sistematik deneyler hamamböceğinden esinlenilen robotun performansının, kanat açma büyüklüğü, hız, asimetri ve kanat şekline bağlı olduğunu tespit etti. Bu da gösteriyor ki kanat hareketlerini kontrol etmek için bu niceliklere dikkat edilerek tasarlanan robotlardan istenilen performans alınabilir. ChenLi liderliğindeki Berkeley ekibi robot için gerekli olan kabuğu tasarladılar. Bu sayede ek sensörlere veya motorlara gerek kalmadan çimen gibi engelleri aşabildiler. İlk test sonuçlarından sonra robotun performansı, 23 Haziran Salı günü IOP Publishing Bioinspiration&Biomimetics dergisinde yayınlandı.

ChenLi’ye sorulan,“Hamamböceğinin yeteneklerine sahip bir robot inşa edebileceğinize inanıyor musunuz? (Koşabilme, uçabilme, tırmanabilme ve kendi kendinize yetebilme)”, Profesör, “Bence bu biraz zaman alacak. Mobil robotik araştırma topluluğu, dinamik kompleks ortamlarda çok işlevli olan robot tasarımlarının araştırmalarına yeni başlıyor. Özellikle karasal ortamlarda hareket eden robotlar için bu oldukça zordur. Çünkü aerodinamik ve hidrodinamik gibi gelişmiş lokomotor-arazi etkileşim modellerinden yoksundur. Bu durum laboratuvarımın üzerine odaklandığı ve katkıda bulunmayı hedeflediği yeni bir araştırma alanı. Hala keşfetmeye ihtiyaç duyduğumuz bu bilimsel ilkelerin yanı sıra; güç sınırlamaları, hayvanların sahip olduğu kadar sağlam ve dayanaklı olan materyal ve mekanizmalar gibi birçok çözüme ulaşmayı bekleyen mühendislik konusu bulunmaktadır” şeklinde cevap vererek tasarladıkları robotun gelişme sürecinin zor olduğunu belirtmiş oldu.

Li ve ekibi, araştırmanın gidişatına dayanarak, çok fonksiyonlu hareketi sağlamak için robotlara kanatları ve kabukları entegre etmeye çalışıyor. Ayrıca, kendiliğinden çalışması için gerekli modelin fiziksel şartlarını incelemeye devam ediyor ve bu doğrultuda daha güçlü, kanatlı ve kendinden emin bir robot geliştirmeyi hedefliyor. Daha genel olarak, dünyadaki hayvanların ve robotların mekan-arazi etkileşim mekanizmasını daha iyi anlamak için yeni deneysel araçlar ve teorik modeller geliştiriyor. Karasal robotların tasarım ve kontrolünü bu anlayış çerçevesinde geliştiriyorlar. Hava ve su robotlarının tasarımını ise “terradynamics” adı verilen aerodinamik bir alanda geliştiriyorlar.

Kaynak:

►spectrum.ieee
►reuters.com
►businessinsider.com

Yazar: Ezgi Kaya