רובוט זוחל חדשני מחולל מהפכה בעולם הרובוטיקה

This post is also available in: English (אנגלית)

רובוטים דמויי נחש יהיו שימושיים מאוד במצבי חיפוש והצלה, בהם יוכלו לנווט בתוך בניינים שהתמוטטו כדי למצוא ולסייע לניצולים, ולנוע בקלות באזורים בהם רובוטים הנעים על גלגלים או רגליים, או מצילים אנושיים, מתקשים לנוע. מדענים מנסים ליצור רובוט מסוג זה כבר עשרות שנים, אבל כל הרובוטים שנוצרו לא השיגו את חופש התנועה והזריזות של תולעים ונחשים בשטח מאתגר.

צוות של רובוטים ופיזיקאים מהמכון הטכנולוגי של ג'ורג'יה יצא לפתור את התעלומה הזו על ידי פנייה לביומכניקה, ובנו מודל רובוט שמניע את גופו באמצעות מנגנון דומה לאופן שבו תולעים ונחשים זזים.

על פי Techxplore, עד עכשיו מהנדסים ניסו לעצב אלגוריתמים לרובוטים שלוקחים מידע מחיישנים על גוף הרובוט ומשתמשים במידע זה כדי להחליט כיצד לנוע באמצעות אלגוריתמים ומערכות מורכבים. מטרת הצוות הייתה לפשט את המערכות הללו על ידי התמקדות בגישות מבוקרות מכנית להתמודדות עם מכשולים שאינם דורשים חיישנים או חישוב.

החוקרים עשו זאת בכך שפנו לדוגמאות מעולם הביולוגיה. הם מצאו כי בעלי חיים משתמשים בשילוב של הרשתות העצביות שלהם והתכונות הפיזיות של גופם כדי לשלוט בתנועה. לדוגמה, גמישות השרירים של תולעים גורמת להן להגיב באופן ספונטני לסביבתן לפני שלנוירונים שלהן יש אפילו הזדמנות להגיב.

המדענים קיבלו השראה מבעלי חיים כאלה ועיצבו אלגוריתם המצורף למערכת פיזית בעלת מבנה קפדני. בנוסף לחיישנים על ראשו וזנבו של הרובוט, המדענים בחרו את החומרים היוצרים את הרובוט ואת הסידור והכוח של מנועיו כך שאם יתנגש במכשול תיווצר באופן ספונטני צורת גוף שתגרום לו לפנות – זה מה שהמדענים מכנים "אינטליגנציה מכנית".

היבט נוסף של החידוש הזה הגיע מהסתכלות על איך אורגניזמים חסרי איברי תנועה נעים – החוקרים גילו כי בעלי חיים אלה לא מכופפים את גופם באמצעות מערכת ציר יחידה, אלא דרך שתי רצועות שרירים משני צדי הגוף.

הצוות יצר רובוט חדש בשם MILLR (רובוט בעל אינטליגנציה מכנית) הבנוי באופן ששואב השראה משתי קבוצות השרירים האלו הנמצאות אצל נחשים ותולעים. יש לו שני כבלים בשליטה עצמאית שמושכים כל מפרק שמאלה וימינה באופן דו-צדדי. החוקרים גילו כי שיטה זו מאפשרת לרובוט לנוע באופן ספונטני סביב מכשולים מבלי שיש לו צורך לחוש את סביבתו ולשנות באופן פעיל את תנוחת הגוף שלו כדי להתאים אליה.

כדי לבחון את הרובוט החדש, המדענים בנו מסלול מכשולים קטן והעבירו בו גם את MILLR וגם תולעים אמיתיות. כאשר השוו את התוצאות, הם גילו כי MILLR נע על ביעילות ממש כמו התולעים האמיתיות, וכי תנועות הגוף שעשו התולעים כאשר התנגשו במכשולים היו זהות לתנועות הרובוט.

העקרונות של גילוי זה יכולים להתרחב מעבר לתחום הנמטודות (nematodes), ולשמש לייצור רובוטים עבור יישומים הנעים מחיפוש והצלה ועד לחקר כוכבי לכת אחרים.