Teknoloji

Bilim insanları, canlı bir organizma gibi dönüşebilen robotik bir malzeme tasarladılar. Embriyolardan esinlenen bu disk şeklindeki robotlar, katı ve akışkan haller arasında geçiş yapmak için mıknatıslar, motorlar ve ışık kullanıyor. Araştırmacılara göre, bu malzemeleri nasıl inşa ettiğimizi ve onlarla nasıl etkileşime girdiğimizi değiştirebilecek, kendi kendini onaran, şekil değiştiren bir sistem.

MALZEMELER GİBİ DAVRANAN ROBOTLAR

Science dergisinde yayınlanan çalışmanın baş yazarı Dr. Matthew Devlin, "Robotların daha çok bir malzeme gibi davranmasını sağlayacak bir yol bulduk. Küçük hokey disklerine benzeyen, disk şeklindeki, tek tek otonom robotlardan oluşan kolektifin üyeleri, kendilerini farklı malzeme mukavemetlerine sahip çeşitli formlarda bir araya getirmek üzere programlandı." dedi.

Ekibin ele aldığı en büyük zorluklardan biri, hem sert hem de güçlü olabilen ve aynı zamanda yeni yapılandırmalara akabilen bir robotik malzeme yaratmaktı. Hawkes, "Robotik malzemeler bir şekil alıp onu tutabilmeli ama aynı zamanda kendilerini seçici bir şekilde yeni bir şekle akıtabilmeli. Geçmişte, bir kolektifte sıkı bir şekilde birbirine bağlı robotlar kendilerini kolayca yeniden düzenleyemiyordu. Şimdi, bu değişti." dedi.

Görseller sanatçı Santa Barbara'dan esinlenerek AI tarafından tasarlanmıştır.

EMBRİYOLARDAN İLHAM ALDILAR

Araştırmacılar ilham almak için embriyoların doğada nasıl oluştuğuna baktılar ve Dresden Teknoloji Üniversitesi'nde PoL direktörü ve eski UCSB profesörü olan Otger Campàs'ın çalışmalarından yararlandılar.

Campàs, "Canlı embriyonik dokular nihai akıllı malzemelerdir. Kendilerini şekillendirme, kendi kendilerini iyileştirme ve hatta uzay ve zamanda malzeme güçlerini kontrol etme yeteneğine sahiptirler. Laboratuvarı daha önce embriyoların geçici olarak yumuşayabildiğini - neredeyse eriyen cam gibi - son formlarını şekillendirebildiğini keşfetmişti. Bir embriyoyu şekillendirmek için dokulardaki hücreler sıvı ve katı haller arasında geçiş yapabilir; fizikte katılık geçişleri olarak bilinen bir fenomendir" dedi.

Bir embriyonun gelişimi sırasında, hücreler birbirlerinin etrafında düzenlenme, organizmayı farklılaşmamış hücrelerden oluşan bir yığından, eller ve ayaklar gibi ayrı formların ve kemikler ve beyin gibi çeşitli kıvamların bir koleksiyonuna dönüştürme gibi dikkate değer bir yeteneğe sahiptir.

Araştırmacılar, bu sertlik geçişlerinin ardındaki üç biyolojik süreci etkinleştirmeye odaklandılar: Hücreleri geliştiren aktif kuvvetler, hareket etmelerini sağlayan birbirlerine uygulanır; bu hücrelerin hareketlerini uzay ve zamanda koordine etmelerini sağlayan biyokimyasal sinyaller; ve nihayetinde organizmanın son formunun sertliğini veren birbirlerine yapışma yetenekleri.

ŞEKİL DEĞİŞTİRMENİN ANAHTARI: MIKNATISLAR VE MOTORLAR

Robot dünyasında, hücre-hücre yapışmasının eşdeğeri, robotik ünitelerin çevresine yerleştirilen mıknatıslarla elde edilir. Bunlar robotların birbirlerine tutunmasını ve tüm grubun sert bir malzeme gibi davranmasını sağlar. Hücreler arasındaki ek kuvvetler, her robotun dairesel dış yüzeyi boyunca sekiz motorlu dişli tarafından etkinleştirilen robotik üniteler arasındaki teğetsel kuvvetlere kodlanır. Araştırma ekibi, robotlar arasındaki bu kuvvetleri modüle ederek, aksi takdirde tamamen kilitlenmiş ve sert kolektiflerde yeniden yapılandırmalar sağlayarak bunların yeniden şekillenmesini sağladı. Dinamik üniteler arası kuvvetlerin tanıtımı, sert robotik kolektifleri, canlı embriyonik dokuları yansıtan şekillendirilebilir robotik malzemelere dönüştürme zorluğunun üstesinden geldi.

Bu arada biyokimyasal sinyalleme küresel bir koordinat sistemine benziyor. Hawkes, "Her hücre başını ve kuyruğunu 'biliyor', bu yüzden hangi yöne sıkacağını ve kuvvet uygulayacağını biliyor. Bu şekilde, örneğin yan yana sıralandıklarında ve vücudu uzattıklarında, hücre topluluğu dokunun şeklini değiştirmeyi başarıyor. Robotlarda, bu başarı her robotun tepesindeki polarize filtreli ışık sensörleri tarafından gerçekleştirilir. Bu sensörlere ışık tutulduğunda, ışığın polarizasyonu onlara dişlilerini hangi yöne döndürmeleri gerektiğini ve böylece şekli nasıl değiştireceklerini söyler. Hepsine sabit bir ışık alanı altında aynı anda hangi yöne gitmelerini istediğinizi söyleyebilirsiniz ve hepsi sıraya girip yapmaları gerekeni yapabilirler" dedi.

UYUM SAĞLAYAN VE İYİLEŞTİREN AKILLI BİR MALZEME

Araştırmacılar, robot grubunu hem sert hem de akışkan hale geçebilen akıllı bir malzeme gibi davranacak şekilde tasarladı. Bu sayede, robotlar ağır yükleri destekleyebilir, nesneleri şekillendirebilir ve kendini onarabilir. Simülasyonlar, sistemin daha küçük birimlere ölçeklenerek binlerce modüler robotun esnek ve uyarlanabilir malzemeler oluşturabileceğini gösteriyor.

BİLİM KURGUDAN GERÇEĞE

Fizikte aktif madde çalışması veya biyolojide kolektif davranış gibi robotik dışındaki uygulamalara ek olarak, bu robot topluluklarının bunları kontrol etmek için makine öğrenme stratejileriyle birleştirilmesi, robotik malzemelerde dikkate değer yetenekler ortaya çıkarabilir ve bir bilim kurgu hayalini gerçeğe dönüştürebilir.

TERMİNATÖR GERÇEK Mİ OLUYOR?

Bilim insanlarının bu keşfi ise, akıllara sıvı metalden oluşan ve hasar gördüğünde kendini onarabilen Terminatör filmindeki T-1000 robot getirdi. Embriyolardan ilham alan bu yeni robotik teknoloji, bir araya gelip farklı formlar oluşturabilen küçük birimlerden oluşuyor. Tıpkı T-1000’in vücut parçalarını yeniden şekillendirmesi gibi, bu robotlar da ihtiyaca göre sertleşip sıvılaşarak çevresiyle etkileşime girebiliyor.

patronlardunyasi.com