سه شنبه 3 اسفند 1395 - 24 جمادي الاول 1438 - 21 فوريه 2017
جاناتان تیپت و تیم همراهش که در حال ساخت Prosthesis هستند، ادعا می کنند برای اولین بار موفق به ساخت ربات مسابقه ای شده اند که از سوی انسان هدایت می شود.
بازدید :
زمان تقریبی مطالعه :

ربات‌دوانی؛ رشته جدید در مسابقات ورزشی


جاناتان تیپت و تیم همراهش که در حال ساخت Prosthesis هستند، ادعا می کنند برای اولین بار موفق به ساخت ربات مسابقه ای شده اند که از سوی انسان هدایت می شود.

Prosthesis ربات عظیم الجثه ای به طول پنج متر است و برای دویدن، راه رفتن و متعادل نگهداشتن خود به طور کامل متکی بر مهارت فرد هدایت کننده است. تیپت که یک مهندس زیست پزشکی در دانشگاه اواسک کاناداست، می گوید: من نمی دانم چرا هنوز لیگ مسابقات ربات های غول پیکر که از سوی انسان هدایت می شود، راه اندازی نشده است. انسان مسابقات مرتبط با بسیاری از تکنولوژی های ابداعی نظیر مسابقات اتوموبیل رانی و موتورسواری را راه اندازی کرده و اکنون جای مسابقات ربات سواری یا آن طور که او می گوید، ربات دوانی در این میان خالی است.

ربات‌دوانی؛ رشته جدید در مسابقات ورزشی

ربات جدیدی که تیپت طراحی کرده، معجونی از یک گوریل، دایناسور تی رکس و بیل مکانیکی است که نام آن را Prosthesis گذاشته اند. ایده تیپت این است که ماشین های ورزشی پوشیدنی طراحی کند که اپراتور در آن مانند قهرمان عمل کرده و ماشین را با استفاده از کل بدنش کنترل می کند.

برای انجام این کار، اپراتور با استفاده از یک نردبان تاشو وارد غول مکانیکی چهار پا که وزنی معادل 3.5 تن دارد، می شود.

اپراتور پس از قرار گرفتن در صندلی مخصوصی که از پنج نقطه مهار شده، دست ها و پاهایش را در داخل یک رابط اسکلت خارجی ـ که تمام اندام ربات را تحت کنترل دارد ـ قرار می دهد. با قرار گرفتن دست روی کنترلگرها اپراتور به رابط قفل و سیستم کنترلی فعال می شود.

پس از تنظیمات کامل، دست ها و پاهای اپراتور برای حرکت کاملا آزاد است و ربات به گونه ای کنترل می شود که گویی این دو یک موجود هستند. Prosthesis به طور کامل حرکات دست و پای اپراتور را دنبال کرده، به همان شکل حرکت می کند. بازوهای اپراتور، پاهای خارجی ربات را کنترل کرده و اپراتور از پاهای خود به منظور کنترل پاهای داخلی ربات استفاده می کند و ربات در نهایت مانند گوریل جست و خیز می کند. هر یک از پاها دارای دو مفصل است و می تواند رو به جلو یا رو به عقب حرکت کند.

ربات‌دوانی؛ رشته جدید در مسابقات ورزشی

کنترل هشت مفصل موجود در دست و پاهای ربات نیاز به استفاده اپراتور از تمام بدنش دارد. برای مسابقه دادن با این ربات و ایجاد هیجان لازم تیپت تصمیم گرفت ماشین و اپراتور از نظر فیزیکی ارتباط دو طرفه برقرار کنند. رابط اسکلت خارجی به کمک سیستم تعلیق ربات بازخورد مستقیمی از شرایط ربات به اپراتور ارائه می کند و اجازه می دهد اپراتور ربا ت را در یک سطح فیزیکی کاملا محسوس و قابل مشاهده هدایت کند.

نیروی وارد شده به هر پای ربات در هر گام، مستقیما و به صورت مکانیکی به بازوها و ساق پاهای اپراتور منتقل می شود.

میزان این نیرو شدید و به گونه ای نیست که به اپراتور صدمه بزند، اما اپراتور بخوبی میزان وزن قرار گرفته روی هر پای ربات را در هر لحظه حس می کند.

سیستم تعلیق بلادرنگ و کنترل شده از سوی کاربر به اپراتور اجازه می دهد در هر لحظه میزان استحکام هر پا در قدم برداشتن را به طور مستقل کنترل کند. به عنوان مثال اگر ربات بیشتر روی یک جهت متمایل باشد، اپراتور استحکام پاهای آن سمت را بیشتر می کند. با تمرین بیشتر اپراتور می تواند بعضی شرایط را پیش بینی کند و میزان شل یا سفت بودن هر پا را قبل از قرار گرفتن در آن شرایط تنظیم کند. درست مانند بالارفتن از پلکان که نیاز است قدم اول محکم تر روی پله گذاشته شود.

موقعیت چهار عضو ربات دقیقا انعکاس دست ها و پاهای اپراتور بوده و ماشین قادر است میزان نیروی اصلی وارد شده با دست ها و پاهای اپراتور را به میزان 60 تا 100 برابر تقویت و روی اعضایش اعمال کند. نیازی نیست اپراتور در هر لحظه از موقعیت پاهای ربات اطلاع داشته باشد، همان طور که نیازی نیست ما هنگام موتورسواری دائما به چرخ موتور نگاه کنیم.

 ایده تیپت این است که ماشین های ورزشی پوشیدنی طراحی کند که اپراتور در آن مانند قهرمان عمل کرده و ماشین را با استفاده از کل بدنش کنترل می کند

تیپت می گوید این موضوع با توجه به این که اپراتور اکثر اوقات دید واضح و روشنی از پاهای ماشین ندارد، ضروری است و اپراتور نیاز دارد بیشتر تمرکزش را روی تعادل و حالت های بعدی ربات هنگام حرکت بگذارد. به دست آوردن مهارت لازم برای حرکت کردن یا مسابقه دادن باProsthesis بستگی به این دارد که اپراتور با چه مهارتی کنترلگر دریچه های سیستم تعلیق را ـ که در دستان او قرار دارد ـ به کار گیرد.

هر یک از چهار محرک در اختیار اپراتور مربوط به یکی از چهار پای ربات است. اپراتور می تواند با تغییر واکنش تعلیق هر پا منجر به ارتقای بهره وری راه رفتن ماشین شود. تنظیم سرعت و عملکرد این چهار محرک مانند تنظیم کردن و نواختن یک ساز است و به اپراتور اجازه می دهد بدقت واکنش ماشین به عوارض زمین را در هر قدم تنظیم کند.

تیپت تصمیم دارد به منظور افزایش سرعت یادگیری اپراتور، فعالیت ماشین را به صورت صوتی و تصویری ترسیم کرده بازخورد حسی به اپراتور ارائه کند. به این منظور حسگرهای متعددی که فشار، دما، ولتاژ، جریان و دیگر داده های حیاتی را اندازه گیری و داده های به دست آمده را به الگوهای صوتی و تصویری ترجمه می کند تا اپراتور ببیند و بشنود، در سیستم تعبیه شده است.

ربات‌دوانی؛ رشته جدید در مسابقات ورزشی

زمانی که ماشین بخوبی عمل می کند، صداهای هماهنگی به گوش اپراتور می رسد و هنگام وارد شدن فشار بیش از حد به ماشین صداهای ناهنجار به گوش می رسد. بعلاوه نورهای مرئی شدت عملکرد بخش های مختلف ماشین را منعکس می کنند. یک اپراتور مبتدی با نگاه کردن به عملکرد و گوش دادن به صداهای ضبط شده یک اپراتور ماهر می فهمد که چگونه ماشین را هدایت کند، بدون این که نیازی به دانش عمیق فنی درباره چگونگی عملکرد ماشین داشته باشد.

 

ماشین جدید پس از تکمیل شدن قادر است با سرعتی بالای 30 کیلومتر در ساعت بدود که این مقدار معادل حداکثر سرعت دویدن یک فرد بالغ است. قدرت لازم برای دویدن ربات به وسیله باتری های لیتیوم یونی که نیرویی معادل 230 کیلو وات تولید می کنند، تامین می شود. البته Prosthesis اولین لباس مکانیکی پوشیدنی نیست که تیپت طراحی کرده است. پروژه مشترک قبلی این طراح به تولید یک عنکبوت مکانیکی هشت پا به نام موندو اسپایدر منجر شد که به وسیله الکتریسیته تغذیه و از سوی یک انسان هدایت می شد. برای علاقه مند ساختن مردم به فناوری، این عنکبوت غول پیکر مکانیکی در مدارس و نمایشگاه های تجاری مختلف به نمایش درمی آید.

در صورت موفقیت و حمایت کافی از این پروژه می توان نمونه اولیه ای از این ربات را تا دو سال دیگر ساخت و تیپت امیدوار است لیگ مسابقات موسوم به Anti-Robots را در کلاس های متفاوت براساس وزن، قدرت و تعداد پاها (چهار پا و شش پا) راه اندازی کند.

 

بخش دانش و زندگی تبیان


منبع: جام جم آنلاین

تلفن : 81200000
پست الکترونیک : public@tebyan.com
آدرس : بلوارکشاورز ، خیابان نادری ، نبش حجت دوست ، پلاک 12

ارتباط با ما

روابط عمومی

درباره ما

نقشه سایت

تعدادبازدیدکنندگان
افراد آنلاین