ربات هوشمند، آشپزی را برای معلولان آسان می‌کند
به گزارش گروه خبرگزاری دانشجو، برای میلیون‌ها آمریکایی که با مشکل حرکتی زندگی می‌کنند، درست کردن پیتزا می‌تواند بسیار چالش‌برانگیزتر از انتخاب بین پپرونی یا سوسیس باشد. اکنون محققان ویرجینیا تک یک بازوی رباتیک با گیره‌های کمکی جدید توسعه داده‌اند که می‌تواند به افراد دارای معلولیت در انجام کار‌های پیچیده روزمره، از جمله درست کردن پیتزا، کمک کند.
نتایج این تحقیق که می‌تواند استقلال افراد دارای محدودیت حرکتی را افزایش دهد، در مجله Soft Robotics منتشر شده است.
ساخت ابزار‌های جدیدی که بتوانند حرکات کاربران انسانی را تقلید کنند، کار دیلن لوزی و مایکل بارتلت، هر دو استادیار مهندسی مکانیک، است. لوزی گفت: «فلسفه ما این است که اگر قرار است رباتی را در اختیار کسی قرار دهید که بتواند به او کمک کند، باید با نحوه انجام همان کار توسط انسان ارتباط برقرار کند.»
«این باعث می‌شود که اعمال ربات بیشتر به امتداد حرکات طبیعی یک فرد تبدیل شود. فقط ساخت سیستم‌های رباتیک کاربردی کافی نیست، سیستم‌ها باید کاربرپسند و شهودی باشند.»
با بیش از ۶۰۰۰۰۰ دلار بودجه و با کمک دانشجویان تحصیلات تکمیلی مانند مایا کیلی و یونهی کیم، این تیم یک گیره ساخت که می‌تواند اشیاء در اندازه‌های مختلف از یک دانه شن گرفته تا یک پارچ سنگین آب و هر چیزی بین این دو - از جمله مواد لازم برای پیتزا - را بلند کرده و جابجا کند.
اول دسر
رباتیک می‌تواند با کمک به افراد دارای معلولیت در انجام کار‌های روزانه، استقلال آنها را افزایش دهد، اما ربات‌ها اغلب برای انجام وظایف متنوعی که از آنها خواسته می‌شود، به خصوص در مورد تهیه شام، با مشکل مواجه می‌شوند. مواد غذایی متنوع هستند و اندازه‌ها، شکل‌ها و بافت‌های مختلفی دارند، بنابراین همان رباتی که قادر به باز کردن یک شیشه سس است، به عنوان مثال، ممکن است هنگام پاشیدن پنیر رنده شده با مشکل مواجه شود. چگونه به یک ربات تفاوت بین موز و یک بطری سس کچاپ را آموزش می‌دهید؟
در کار اخیر خود، این تیم ربات را طوری برنامه‌ریزی کرد که دستوراتی را از یک جوی‌استیک مشابه آنچه هنگام انجام بازی‌های ویدیویی استفاده می‌شود، دریافت کند. با استفاده از هوش مصنوعی (AI)، ربات شروع به تفسیر دستورات برای رمزگشایی آنچه انسان سعی در انجام آن دارد، می‌کند و سپس از آن داده‌ها برای کمک به تکمیل بقیه کار استفاده می‌کند.
این تیم تصمیم گرفت با چیزی سرگرم‌کننده شروع کند: استفاده از یک دست رباتیک از آزمایشگاه لوزی برای ساخت یک بستنی ساندی.
اولین تلاش خوب پیش نرفت.
لوزی گفت: «یکی از دلایلی که این کار سخت بود این بود که به طور سنتی، ربات‌ها چیز‌ها را فشار می‌دهند. این روش وقتی چیزی مثل یک بطری شربت دارید عالی جواب می‌دهد، اما وقتی چیز‌های کوچک‌تری مثل شیرینی‌های آب‌نباتی یا مارشمالو دارید، فشار دادن همه چیز و امید به بهترین نتیجه به راحتی امکان‌پذیر نیست.»
بخشی از مشکل، جنس گیره رباتیک بود. وقتی یک گیره از مواد کاملاً نرم ساخته شده باشد، می‌تواند اشیاء نامنظم یا سنگین را بگیرد. وقتی گیره از مواد سفت‌تر ساخته شده باشد، اغلب نمی‌تواند اشیاء کوچک یا گروهی از اشیاء را بگیرد.
تیم لوزی و بارتلت تصمیم گرفتند ترکیبی از این دو را بسازند: رباتیک سفت و سخت که از یک گیره نرم در نقطه تماس خود استفاده می‌کرد. بارتلت گفت، با بهره‌گیری از کار بارتلت در زمینه مواد نرم و چسب‌هایی با خواص منحصر‌به‌فرد، این تیم چیزی به نام چسب‌های قابل تعویض را پیاده‌سازی کرد که «می‌تواند برای برداشتن اشیا قوی و چسبنده باشد، اما همچنین می‌تواند به راحتی خاموش شود تا جسم را آزاد کند.»
این تیم یک نوک انگشت نرم و حباب مانند برای دست رباتیک ساختند که هنگام تماس با یک جسم، کمی باد آن خالی می‌شود و یک پیوند چسبنده ایجاد می‌کند. اضافه کردن کمی هوای بیشتر، پیوند را آزاد می‌کند. با چسب‌های قابل تعویض، ربات با موفقیت یک بستنی ساندی، تزئینات و همه چیز درست کرد.
پیتزا همیشه بهترین جوابه
مورد بعدی در منو: پیتزا.
بارتلت گفت: «همکاری بازوی رباتیک و گیره با یک فرد برای سرهم کردن پیتزا، واقعاً تمام جنبه‌های سیستم ما را به چالش کشید. پیتزا‌ها پوسته و پنیر دارند که اندازه‌های مختلفی دارند. آنها همچنین سس و مواد روی پیتزا دارند که بافت‌های متفاوتی دارند. پیتزا همچنین یک مطالعه موردی خوب است، زیرا هر کس مواد روی پیتزای خود را متفاوت می‌خواهد، که آن را بسیار شخصی می‌کند. این بدان معناست که انسان و ربات باید با هم هماهنگ باشند تا ربات با استفاده از آنچه در مورد حرکت دادن آن قطعات مختلف آموخته است، پیتزایی را بسازد که اپراتور واقعاً می‌خواهد.»
با استفاده از ورودی انسان، دست رباتیک قالب پیتزا، یک فلز سخت، را برداشت. سپس خمیر پوسته پیتزا، یک ماده نرم، را پهن کرد. سپس سس، پپرونی، فلفل، زیتون و پنیر آماده شد. نوک انگشتان چسبنده کار خود را انجام دادند و ربات با موفقیت یک پیتزا درست کرد.
این دستاورد آشپزی، قلبِ کمک‌هزینه‌ی بنیاد ملی علوم را برجسته می‌کند: پیشرفت اساسی فناوری رباتیک به گونه‌ای که افراد دارای معلولیت بتوانند طیف وسیع‌تری از کار‌ها را انجام دهند.
لوزی گفت: «در درازمدت، ما دوست داریم ربات‌هایی بسازیم که بتوانند هر نوع جسمی را بردارند. آنها می‌توانند نرم، سفت، بزرگ، کوچک یا از انواع بافت‌های مختلف ساخته شوند. اگر شما کسی هستید که به رباتی نیاز دارید تا در کار‌های روزمره‌تان به شما کمک کند، عالی می‌شود اگر آن ربات بتواند به شما در تهیه ناهار یا آماده کردن بستنی ساندی مورد نظرتان کمک کند.»