מדוע מעיכות ועדינות תאפשר לרובוטים ובני אדם לעבוד זה לצד זה
לרובוטים התעשייתיים של היום יש כוח על-אנושי, לצבוע בדיוק ובמהירות, לרתך ולהעביר חפצים אדירים ללא לאות. אבל צריך לתכנת אותם לכל משימה ספציפית (ואם אחד נותן לכם בטעות מכה בפנים, הוא יכול להרוג אתכם). וכך, עם כל הצלחתם במפעלים ובמחסנים, הרובוטים בולטים בהיעדרם מבתינו ומחיי היום-יום שלנו.
כדי להתאים את המין הרובוטי למין האנושי, עובדים החוקרים על פיתוח מכונות הבנויות מחלקים רכים המסוגלים לשנות צורה במקום מחלקים קשיחים. ההבטחה הטמונה ברובוטים הרכים האלה כפולה: הם יוכלו לפעול בצורה בטיחותית יותר ליד חפצים רכים אחרים – כמונו, לדוגמה.
חשוב מכך, הגמישות שלהם תאפשר להם לפעול עם מגוון חפצים (כרטיסי אשראי, מזון לכלבים, כוסות קפה) מבלי להפוך ליקרים באופן אסטרונומי. בארי טרימר מאוניברסיטת טאפטס הוא העורך הראשי של כתב העת הייעודי הראשון של התחום הנקרא רובוטיקה רכה (Soft Robotics), אשר יצא לאור לראשונה בנובמבר. "אתה רוצה דיוק במפעל, אבל בעולם האמיתי, חוסר דיוק למעשה עוזר", הוא אומר. "חומרים רכים מאפשרים לך להתמודד באופן אוטומטי עם הסביבה שלך".
| משחקים יפה ה-AIRam של iRobot, המחובר כאן לבסיס PackBot, משתמש בכריות אוויר מתנפחות ובכבלים כדי להחזיק חפצים בעדינות צילום: סקוט מ. לייסי |
חלק מהמשימות הפשוטות ביותר נותרות קשות לביצוע עבור הרובוטים. "אחיזה היא עדיין אחד האתגרים הגדולים ביותר ברובוטיקה", אומר כרמל מאג'ידי, חוקר מכונות רכות באוניברסיטת קרנגי מלון. ייצור הצורה והעצמה המושלמים כדי ללחוץ על משהו עדין מבלי למעוך אותו דורש בדרך כלל הרבה אינטליגנציה ומשוב חושי. רובוטים רכים יכולים לעצב את עצמם לצורתו של חפץ ולהפעיל לחץ על שטח פנים גדול יותר, ובכך למנוע נקודות לחץ גבוה בעייתיות.
חברת iRobot ממסצ'וסטס, אשר מייצרת את שואב האבק הרובוטי Roomba, בנתה כמה רובוטים רכים שעשויים בבוא היום להרים כל מיני חפצים שהם טרם נתקלו בהם בעבר. לדוגמה, זרוע הרובוט התנפחת המתקדמת (AIRarm – Advanced Inflatable Robot arm) מכילה צינור בד עם צבט דו-חודי בקצה. בתוכו יש שש כריות מתנפחות שפועלות כעצמות, יחד עם כבלים דמויי שרירים שמניעים אותן. כדי לאחוז במשהו, ה-AIRarm מתאימה את מיקום הכריות כדי לעצב את הצבט שלה מסביב לחפץ.
לצורך הדגמה, ה-AIRarm מתחברת כיום ל-PackBot של iRobot – מכונה על זחלים שמשמשת לנטרול פצצות. זרוע המתכת הסטנדרטית של ה-PackBot שוקלת 9.5 ק"ג והיא עמוסה במנועים וחיישנים. ה-AIRarm שוקלת 225 ג', כך שהיא צורכת פחות כוח סוללה, וכיוון שיש לה גמישות ופחות חלקים נעים, היא אמורה להיות זולה ואמינה יותר. היא יכולה להרים 1.35 ק"ג, עובדה הנותנת לה יחס כוח-למשקל גבוה פי תשעה בערך מזה של הזרוע הסטנדרטית. וכשהיא אינה נמצאת בשימוש, אפשר להוציא ממנה את האוויר, לאחסן אותה באופן קומפקטי בגופו של רובוט, ולשחרר מקום למשאות נוספים.
| זוחלים בחשיכה רובוטים מונעי אוויר עשויים סיליקון הם גמישים במיוחד ויכולים לשנות צבעים (ואפילו לזהור) כשמזריקים להם תמיסות שונות |
עם סבב מימון חדש מ-DARPA, צוות ה-AIRarm מתכנן רכיבים מודולאריים שמתחברים יחד כדי ליצור צורות זרוע שונות, והוא מתכנן להוסיף עור על בסיס סיבי קוולאר לעמידות. על אף שה-AIRarm בנוי לעבוד על פלטפורמת רובוט קשיח סטנדרטי, חוקרים אחרים מפתחים רובוטים שהם רכים לחלוטין. לדוגמה, המעבדה של הכימאי ג'ורג' מ. ווייטסייד בהרווארד יצרה מספר רובוטים מעיכים שמשתמשים באוויר לצורכי הנעה. בשנים האחרונות, אחזו רובוטים דמויי כוכבי ים בביצה ובעכבר חי; רובוט זרועות תמנון החזיק פרח. ורובוט מהלך בעל ארבע רגליים זחל, התגנב מתחת למכשולים ושינה את ציבעו כאשר הוחדר צבע אל תוך ערוצים זעירים בגופו.
ווייטסיידס ואחרים מאמינים שחלק מהיישומים הראשונים של הרובוטים המעיכים יהיה בתחום הסיוע והשיקום הרפואי. "אנחנו מדברים על מצבים בהם אתה רוצה שיהיה לך רובוט שיוכל להיות במגע עם בני אדם, אבל במגע רך", אומר ווייטסיידס. רובוט רך יכול לשמש כזוג ידיים נוסף למנתחים, המחזיק בעדינות איברי גוף. שלדים חיצוניים מוצקים אך סלחניים יוכלו לסייע לנכים לנוע ברחבי בתיהם. ומכונות גמישות יוכלו לסייע באיתור והצלה, היכן שהשטח בלתי צפוי ומגוון. ביישומים רבים, הדרך לגרום לרובוטים לפעול טוב יותר היא להפוך אותם לדומים יותר אלינו. "אם אנחנו רוצים לשלב רובוטים יותר בחיי היום-יום שלנו", אומר טרימר, "הם צריכים להיות אורגניים יותר".
עוד על חידושים בגליון אפריל של popular science ישראל – למבצע היכרות מיוחד לגולשי HWzone.co.il
