پیشرفت پیشگامانه در روباتیک ناشی از تحقیقات مشترک دانشمندان در UC سانتا باربارا و تو درسدن است که با تقلید از فرآیندهای بیولوژیکی مشاهده شده در سلولهای زنده ، باعث ایجاد روبات های قابل برنامه ریزی می شوند که قادر به شکل گیری و سازگاری در زمان واقعی هستند. با الهام از سازگاری مکانیکی بافتهای جنینی ، انتقال جمعی روباتیک بین حالتهای شبیه به سیال و جامد مانند ، کارهایی مانند تحمل بارهای سنگین ، خود ترمیم و تغییر شکل در صورت تقاضا را امکان پذیر می کند.
اصول طراحی الهام گرفته از زیست
این تیم بین سیستم رباتیک خود و رفتار پویا سلول ها در طول رشد جنینی موازی شد. در جنین های زنده ، بافت ها از طریق حرکات سلولی هماهنگ که توسط سه مکانیسم اصلی هدایت می شوند ، به پیچیدگی ساختاری می رسند:
سیال سازی: سلولها به طور موقت از کنار یکدیگر عبور می کنند تا قبل از تثبیت در تنظیمات جامد سازماندهی مجدد شوند.
قطبش: سلولها برای تولید نیروهای جمعی به صورت جهت دار تراز می شوند.
چسباندن: سلولها اتصالات را حتی در حین بازآرایی ، حفظ تمامیت ساختاری حفظ می کنند.
معماری شمشیر رباتیک
هر ربات شکل دیسک (قطر 5 سانتی متر) از طریق باتری لیتیوم یون پردازنده به صورت خودمختار عمل می کند و 30 دقیقه عملکرد بی نظیر را فراهم می کند. چرخ دنده های محیطی حرکت را فعال می کنند ، در حالی که آهنرباهای قابل چرخش باعث چسبندگی موقتی بین واحدها می شوند. یک سنسور نور قطبی در بالای هر ربات نشانه های جهت دار را تشخیص می دهد و شدت نور را به پارامترهای حرکت ترجمه می کند:
جهت: با زاویه قطبش نور تعیین می شود.
زور: متناسب با شدت نور ، دیکته سرعت چرخش دنده.
سیستم کنترل هوشمند
محققان یک چارچوب مبتنی بر قانون را برای ارکستر رفتار SWARM بدون برنامه ریزی از شکل ها یا حرکات خاص اجرا کردند. با تعدیل سیگنال های نوری ، جمعی متناوب بین سازماندهی مجدد سیال و تثبیت جامد. تظاهرات کلیدی شامل:
پل ساختاری: دو زیر گروه برای تشکیل یک پل باربری که از 5 کیلوگرم حمایت می شود ، ادغام شدند.
سکوهای با ظرفیت بالا: پیکربندی های پایدار وزن تا 70 کیلوگرم (در مقیاس انسانی).
شکل گیری: در اطراف موانع برای مونتاژ ابزارها (به عنوان مثال ، فرم های آچار مانند).
ترمیم کردن: تصحیح خودمختار نقص ساختاری.
کارایی و مقیاس پذیری
مدولاسیون نور پویا (پالس در مقابل سیگنال های پایدار) باعث افزایش بهره وری انرژی در طی انتقال حالت می شود. طراحی مدولار سیستم ، مقیاس پذیری را نشان می دهد ، با برنامه های بالقوه در جستجوی و نجات ، زیرساخت های تطبیقی و تولید مجدد قابل تنظیم.
منتشر شده درعلمزیر عنوان"مجموعه های رباتیک مانند مواد مانند کنترل مکانی و قدرت از قدرت و شکل ،"این تحقیق از روباتیک و علوم مواد استفاده می کند و یک تغییر پارادایم در طراحی سیستم های تطبیقی ارائه می دهد که از هوش ارگانیسم های بیولوژیکی منعکس می شود.