لوکوموشن ربات

اين مطلب رو به درخواست يکی از خواننده ها نوشته ام. اميدوارم به درد بخوره.

نحوه حرکت کردن ربات رو میگن لوکوموشن. رباتهای موبایل عمدتا چرخ دارن، دلیلش هم سادگی مکانیکی، هزینه کمتر و سادگی معادلات سینماتیکی و دینامیکيه. اما جالب اینه که هیچ موجود زنده ای(به جز یه باکتری) وجود نداره که از چرخ برای حرکت استفاده کنه. دلیلش هم اینه که اعضای بدن موجودات زنده نمیتونن ناپیوسته باشن. موتور الکتریکی از طریق القا مغناطیسی توی سیم پیچ ها انرژی لازم رو برای چرخش موتور ایجاد میکنه، اما خون موجودات زنده که نمیتونه از طریق القا به سلولهای قسمت چرخانِ موتور، انرژی برسونه. مکانیزم حرکتی موجودات زنده باید پیوستگی داشته باشه و به بدنشون وصل باشه. به همین دلیل موجودات زنده یا پا دارند یا بال یا باله که به بدن متصله.
چرخ علیرغم سادگیش کاربرد ربات رو محدود به زمین صاف یا با ناهمواریِ کم میکنه و میزان این ناهمواری هم به شعاع چرخ ربط پیدا میکنه. برای حرکت تو زمین ناهموار، پا خیلی بهتر عمل میکنه چون پا نقطه تماس براش مهمه نه سطح تماس. مساله مهم با رباتهای پادار، کنترل و هماهنگی پاهاست که خیلی مشکله. اولا اگه بخوایم ربات با سرعت بالا حرکت کنه باید دینامیک قضیه هم وارد معادلات کنترلی بشه. دوم اینکه بر خلاف رباتهای چرخ دار، هنگام سکون هم برای متعادل نگهداشتن ربات باید انرژی مصرف بشه. سوم اینکه موتور زیادی مورد نیازه که هزینه ساخت ربات و کنترل و هماهنگی اونا رو بالا میبره.
میدونین که اگه ربات بخواد در حالت سکون، بدون مصرف انرژی، تعادل داشته باشه باید حداقل سه نقطه اتکا داشته باشه(که میشه سه تا پا). و اگه بخواد حتی در لحظه حرکت هم سه نقطه اتکا داشته باشه باید حداقل چهار پا باشه که یکی رو در هر لحظه بلند کنه و سه تای دیگه تعادل رو حفظ کنن.
اما اگه بخوایم انرژی مصرف کنیم حتی با یه پا هم میشه ربات رو سر پا نگهداشت مثل وقتی بچه ها لی لی بازی میکنن.
روی دو پا هم کار ساده ای نیست. بخصوص اگه بخوایم راه رفتنش مثل انسان باشه و بدون حرکت محسوس خودش رو متعادل کنه. انسان به این دلیل میتونه خودش رو بدون حرکتِ محسوس متعادل نگهداره که پاهاش به جای یه نقطه تماس(مثل عنکبوتها)، یه سطح بزرگ تماس داره. شرکت هوندا در یه پروژه فوق سری که حدود 10 سال روی اون کار کردن و میلیون ها دلار هم خرجش شد تونستن یه ربات مثل انسان بسازن که راه میره، از پله بالا میره و توپ فوتبال رو شوت میکنه: اسمش هست آسيمو.

اما هزینه این کار خیلی زیاده و نسبت به کاربردش مقرون به صرفه نیست. راه حلی که هم فواید چرخ رو داشته باشه و هم فواید پا و مثل پا پرهزینه نباشه یه راه حل ترکیبیه. یعنی گذاشتن چرخ روی پا. رباتهای زیادی وجود دارند که از این مکانیزم استفاده کردن. اما بذارین دو تا از رباتهایی که برای خودم آشنا تر هستن رو معرفی کنم. این دو ربات رو دکتر میشل لوریا که تازگی از تزش دفاع کرده و شده استاد یکی از دانشگاه های ایالت کِبِک کانادا ساخته.این دو ربات به خاطر شکل خاصشون SHRIMP به معنی میگو و OCTOPUS یعنی اختاپوس نامگذاری شدن. شکل بالا سمت راست شريمپه، سمت چپی اونيه که ناسا ساخته و پايينی هم اختاپوسه(گرچه از شکلشون کاملا پيداست)
یه ورژن خوشگل شده شریمپ به اسم SOLERO برای آژانس تحقیقات فضایی اروپا ساخته شده که پنل خورشیدی هم روش نصب ميشه تا انرژیش رو از نور خورشید بگیره. قراره این ربات در صورت تایید آژانس برای ماموریت سیاره مریخ فرستاده بشه.


 راجع به رباتهای پرواز کننده هم بعدا خواهم نوشت. رباتهای آبی هم بايد آقا شهاب(که اميدوارم گذارش به اينجا بيفته) همت کنه و يه چيزايی بنويسه. رباتهای پادار هم خيلی حاليم نيست

باقی بقايتان...

  
نویسنده : مسعود اسدپور ; ساعت ۳:٤٤ ‎ب.ظ روز دوشنبه ٢۸ مهر ،۱۳۸٢
تگ ها :