طراحی ربات نرم ( soft robot ) مساله ای است که اخیرا در علم رباتیک مورد تحقیق بسیاری از دانشمندان و محققین است. اختاپوس با پوشش منحصر به فردی که دارد مورد توجه دانشمندان علم رباتیک قرار گرفته است. اختاپوس می تواند به سرعت برآمدگی های کوچکی از اشکال مختلف روی پوست خود ایجاد کند و پوست خود را همانند محیطی که در آن قرار دارد تغییر دهد و حتی رنگ پوستش را به راحتی تغییر دهد.
دانشمندان با الهام از ساختار پوستی اختاپوس، تصمیم به ساخت یک ماده کشسان که قابلیت تغییر شکل داشته باشد گرفتند تا از آن برای ساخت ربات نرم یا soft robot استفاده کنند.
چگونگی ساخت پوست تغییر شکل پذیر
محققان دانشگاه “کرنل” در نیویورک و آزمایشگاه بیولوژیکی دریایی در “ماساچوست” تصمیم گرفتند ماده ای را بر اساس گروه های عضلانی که برآمدگی های سطح شاخک اختاپوس را کنترل می کند، بسازنند. این ماده از فیبر مشبک تشکیل شده است که عضلات اختاپوس را شبیه سازی می کند و موجب منقبض و منبسط شدن پوست می شود. سپس این فیبرهای مشبک را در حلقه های متحد المرکز درون یک پوست لاستیکی قرار دادند تا همانند بافت همبند ربات نرم اختاپوس عمل کند.
آنها با استفاده از یک سیلندر هوای فشرده، پوست لاستیک را مانند یک بادکنک باد کردند. فیبر مشبک قسمتهایی از لاستیک را در جای خود نگه داشته و قسمتهایی را گسترش می دهد. این تیم دریافتند که با داشتن تعداد مناسب و فاصله حلقه ها، می توانند پوست را به شکلهایی شبیه سنگ و گیاه آلوورا تبدیل کنند.
رابرت شفرد، نویسنده و استادیار دانشگاه کرنل، می گوید که این مواد می توانند صدها هزار بار بدون هیچ عیبی تغییر شکل یابند، از این رو برای ساخت ربات نرم ، مناسب هستند. وی و همكارانش اخیراً تحقیقات خود را كه توسط ارتش آمریكا و نیروی هوایی تأمین شده است در مجله Science توضیح دادند.
کاربرد پوست تغییر شکل پذیر در ربات نرم
شفرد می گوید: این پوست تغییر شکل پذیر را می توان در صنعت مبلمان استفاده کرد یا از آن در تکنولوژی واقعیت مجازی استفاده کرد به طوریکه در آن شرکت کنندگان بتوانند محیط اطراف خود را حس کنند. همچنین می توان برای پوشش ربات یا ساخت ربات نرم یا soft robot مانند ربات اختاپوس از آن استفاده کرد.
مدلی که این گروه تحقیقاتی ساخته اند محدود به خاصیت کشسانی این پوست لاستیکی است که فقط می تواند کشش داشته باشد و نمی تواند ترتیب حلقه های فیبر را تغییر دهد و به شکل دیگری تغییر یابد. بنابراین هر مدل فقط می تواند به یک شکل تغییر کند و نمی تواند به طور مداوم مانند پوست اختاپوس تغییر شکل یابد. اما این گروه سعی دارند تا این مساله رو محقق کنند و پوششی طراحی کنند که به هر شکلی قابل تغییر باشد و همچنین رنگ آن با توجه به محیط پیرامون تغییر کند.
