#ربات_های_الهام_گرفته_شده_از_طبیعت
ربات شناگر موجی (undulatory swimming robot)
AgnathaX
بهبود الگوریتم ایجاد حرکت با در نظر گرفتن نیروی هیدرودینامیکی وارد بر هر ماژول ربات

بسیاری از حیوانات آبی برای حرکت در سیال از روش حرکت ایجاد الگوی موجی استفاده می کنند. در اثر تغییر شکل موج ایجاد شده در بدن جاندار، سیال به عقب شتاب می گیرد و جاندار به جلو هدایت شتاب می گیرد. به همین دلیل، پژوهشگران به فکر توسعه ی ربات هایی که از این روش برای حرکت استفاده می کنند، افتادند. این ربات ها در واقع دارای ساختار ماژولار هستند و تعدادی زیادی از ماژول ها بصورت سری به هم متصل می شوند تا ربات شکل یابد. هر ماژول دارای یک عملگر دورانی می باشد که در واقع ماژول بعدی را بصورت نسبی دوران می دهد.
یکی از دلایل توسعه این ربات ها، مطالعه بهتر الگوی حرکتی کل سیستم و رابطه آن با شکل موج بدنه است. همانطور که در تصویر مشاهده می شود، هر ماژول علاوه بر موتور، دارای دو صفحه در کناره است. این صفحات بر روی لودسل هایی قرار گرفته اند تا در محیط کاری ربات (سیال) فشار و در نتیجه نیروی هیدرودینامیکی وارد بر هر ماژول را اندازه گیری کنند.
در یکی از جدیدترین کارهای علمی که توسط ژورنال معتبر Scinec Robotics به چاپ رسیده است، الگوریتم کنترل از بار هیدرودینامیکی هم برای تولید موج استفاده می کند و در مقایسه با در نظر گرفتن موج هندسی به تنهایی، خروجی حرکتی بسیار مطلوب تری ایجاد می شود و شاهد یک الگوریتم کنترل مقاوم در برابر اغتشاشات محیطی با در نظر گرفتن شرایط بار محیط هستیم.
در این لینک می توانید به مقاله منتشر شده دسترسی داشته باشید.
—————
@roboticknowledge

در فیلم در ابتدا خود ربات نمایش داده می شود. سپس الگوی حرکتی آن بدون در نظر گرفتن اغتشاشات محیطی (نیروی هیدرودینامیکی) مشاهده می شود که حرکت مطلوبی نیست. نهایتا الگوی حرکتی با در نظر گرفتن نیروی هیدرودینامیکی مشاهده می شود که خروجی آن بسیار مطلوب می باشد.
—————
@roboticknowledge

#میکرورباتیک
میکرو-ربات Robeetle
استفاده از سوخت شیمیایی در میکرو-ربات ها برای دست یابی به چگالی انرژی بالا و طول عمر عملیاتی بالاتر در طول انجام وظیفه ربات

در رباتیک استفاده از انرژی و عملگرهای الکتریکی بسیار رایج است. قابلیت بالای کنترل پذیری عملگرهای الکتریکی شاید یکی از دلایل اصلی این اتفاق باشد که کمتر شاهد ربات هایی با عملگرهای نامتعارف باشیم!
در ربات های پایه ثابت که در صنعت بسیار استفاده می شوند، استفاده از عملگرهای الکتریکی کاملا معقول است زیرا که نیازی به باتری برای تامین انرژی وجود ندارد. اما در ربات های پایه متحرک، باتری یکی از چالش های اصلی می باشد. دوام پایین باتری و چگالی انرژی بسیار پایین آن مشکل اساسی آن در حین انجام ماموریت ربات می باشد. اگر بخواهیم از اعداد برای توضیح این مشکل اساسی استفاده کنیم، بد نیست که بدانید انرژی مخصوص چربی حیوانی 38،‌متانول 20 و باتری تنها 1.8 مگاژول بر کیلوگرم است! باید اضافه کرد که با ابعاد فعلی عملگر و باتری های الکتریکی، حتی اگر از نظر چگالی انرژی هم کارا باشند (که نیستند)، توسعه میکرو-ربات ها با تجهزات الکتریکی به هیچ عنوان ساده نیست.
هدف از توسعه میکرو-ربات ها، دسترسی و انجام ماموریت در فضاهایی است که خارج از توانایی انسان و بسیاری از سیستم های موجود است. در یکی از کارهای بسیار محبوب انجام شده در فیلد،‌ محققان میکرو-ربات Robeetle را توسعه داده اند. این ربات سوسک-نما (اسم آن هم به این مورد اشاره می کند - beetle robot) تنها 88 میلی گرم وزن دارد (وزنی معادل سه دانه برنج) و ابعاد آن هم در حد همان سوسک هست. این ربات سبک ترین خزنده مصنوعی جهان است. در آزمایش های انجام شده، این ربات توانسته است که وزنی در حدود 2.6 برابر خود را حمل کند.
این ربات درون شکم خود حاوی متانول است. در فضای بالای محفظه سوخت، یک عضله مصنوعی وجود دارد که با انجام احتراق کاتالیز شده سوخت، وظیفه حرکت پای ربات را دارد. در این ربات، یک مکانیزم کنترل مکانیکی هم وجود دارد فرآیند تزریق سوخت را بصورت پریودیک کنترل می کند. کارکرد عضله مصنوعی بدین شکل است که در اثر حرارت آزاد شده از انجام واکنش، طول آن کم می شود (جنس میله عضله مصنوعی NiTi است و این تغییر طول بخاطر پدیده shape-memory رخ می هد) و وقتی که سیستم کنترل مکانیکی واکنش را قطع می کند، به حالت اصلی خود بر می گردد. این تغییر طول پریودیک، ربات را به جلو حرکت می دهد. سیستم کنترل مکانیکی واکنش بدین صورت کار می کند که با انجام واکنش، طول عضله مصنوعی کم می شود. یک فنر متصل به ماهیچه وجود دارد که درگاه رسیدن سوخت به میله کاتالیزور موجود در عضله مصنوعی را قطع می کند. پس واکنش قطع می شود تا زمانی که طول عضله مصنوعی در اثر خنک شدن به حالت اول خود برگردد و این سیکل حرکت ادامه پیدا کند.
این ربات در سادگی تمام، کارایی بسیار بالایی دارد. دو نوآوری این ربات شامل مکانیزم احتراق کاتالیزی که در عضله مصنوعی گنجانده شده است و سیستم کنترل مکانیکی واکنش بسیار ساده آن می شود.
—————
@roboticknowledge

اجزاء و ساختار Robeetle
—————
@roboticknowledge

تصویری از واکنش پریودیک (پریودیک به لطف سیستم کنترل مکانیکی واکنش) در عضله مصنوعی Robeetle که پایه و اساس حرکت پریودیک آن می باشد (اشاره به دو نوآوری مهم این ربات).
—————
@roboticknowledge

تصویری از عملکرد سامانه کنترل مکانیکی برای انجام واکنش بصورت پریودیک. این سامانه با کمک فنر و تغییر طول عضله مصنوعی، جریان سوخت را قطع و وصل می کند.
—————
@roboticknowledge

در این فیلم شاهد حرکت زیبای robeetle هستید! میکرو-رباتی توانا بدون هیچ عضو الکتریکی.
—————
@roboticknowledge

#پروژه_بررسی_14_ربات_انسان_نمای_معروف

مقدمه ای بر پروژه بررسی 14 ربات انسان نمای معروف


حرکت دوپا در بین انواع روش های راه رفتن از نظر صرف انرژی، به صرفه ترین روش راه رفتن به حساب می آید. موجودات دوپا به سبب امکان انجام کارها در کنار راه پیمایی مناسب از نظر توانایی های حرکتی بهینه به حساب می آیند. دوپاها با توجه به هندسه خود برای حرکت در مسیرهای باریک، عبور از موانع، دور زدن درجا، توانایی کار با اشیاء در بازه ارتفاعی بزرگ و دیدن ورای موانع، قابلیت های قابل قبولی دارند.
در شاخه ربات های انسان نما در علم رباتیک، هدف توسعه ربات هایی می باشد که بصورت مستقیم از توانایی های انسان الهام گرفته شده اند و یا بصورت انتخابی شکل و رفتار انسان را تقلید می کنند.
ربات های انسان نما می توانند در انجام کارها بصورت تعاملی با انسان ها در خانه، اداره، فضاهای عمومی، بیمارستان ها و بصورت مستقل در مناطق پرخطر مثل راکتورهای اتمی یا فضا استفاده شوند. بسیاری از پژوهشگران فعال در این عرصه، ربات های انسان نما را به عنوان ابزاری می بینند که با آن ها امکان درک بهتر انسان ممکن می شود.
احتمالا اخیرا فیلم های اجرای پارکور ربات انسان نمای اطلس شرکت بوستون داینامیکس را بسیار دیده اید. قصد داریم تا در یک پروژه بلند مدت، معروف ترین ربات های انسان نمای دوپا را که همراه با جهش در تکنولوژی در جهان بوده اند را از نظر فنی بررسی کنیم. این بررسی از کتاب Humanoid robotics: a reference خواهد بود. اگرچه قسمت اول از حجم اول این کتاب بسیار با ارزش، در چهار فصل از نظر تاریخی توسعه ربات های انسان نما را بررسی کرده است، اما بررسی آن حوصله زیادی نیاز دارد. با دنبال کردن رد پای ربات های توسعه داده شده در زمان، در آمریکا، اروپا و آسیا به نظر از دهه 70 میلادی کار بر روی این ربات ها آغاز شده است.
پروژه بررسی 14 ربات انسان نمای معروف با ربات ASIMO آغاز خواهد شد.

__________
@roboticknowledge