Πέμπτη, 1 Μαΐου 2008

Ρομπότ με πόδια

Ειδικοί μηχανικοί σχεδιάζουν ρομπότ με πόδια με βάση τον φυσικό τρόπο ελέγχου των κινήσεων.
Ίαν Στιούαρτ, " Οι μυστικοί αριθμοί ", Τραυλός 2001
Αντίθετα με τα ρομπότ της επιστημονικής φαντασίας, τα βιομηχανικά ρομπότ δεν μοιάζουν καθόλου με ανθρώπους. Είναι σταθερά – όπως π.χ. στην αυτοκινητοβιομηχανία - και όταν πρέπει να κινηθούν, αυτό γίνεται με ρόδες. Η έρευνα ωστόσο για ρομπότ με πόδια αναπτύσσεται ταχέως και οι ειδικοί συμβουλεύονται τη φύση : κατανοώντας πως κινούνται τα ζώα, κατασκευάζουν καλύτερες μηχανές με πόδια.
Τι νόημα έχει η κατασκευή ενός ρομπότ με πόδια ; Υπάρχουν εγχειρήματα που περιλαμβάνουν την κίνηση σε έδαφος ακατάλληλο για ρόδες κι επικίνδυνο για τους ανθρώπους. Στα στρατιωτικά πεδία βολής όλου του κόσμου υπάρχουν πυρομαχικά που δεν έχουν εκραγεί. Το έδαφος είναι συνήθως πετρώδες, γεμάτο ακανθώδεις θάμνους επειδή δεν χαραμίζουμε ένα καλό έδαφος για να εγκαταστήσουμε ένα πεδίο βολής. Το εγχείρημα του εντοπισμού πυρομαχικών που δεν έχουν εκραγεί και της εξουδετέρωσής τους είναι εξαιρετικά επικίνδυνο. Γι’ αυτό, ένα φτηνό ρομπότ είναι προτιμότερο γι’ αυτή τη δουλειά.
Άλλες εφαρμογές είναι η εξουδετέρωση ναρκοπεδίων και η απενεργοποίηση πυρηνικών σταθμών παραγωγής ενέργειας. Όλα πρέπει να γίνονται από απόσταση με τη βοήθεια μηχανών, επειδή η επαφή αποβαίνει μοιραία για τον άνθρωπο. Το έδαφος στο εσωτερικό ενός τέτοιου σταθμού, ιδιαίτερα στο στάδιο της συναρμολόγησης του αντιδραστήρα, είναι ακατάλληλο για τροχούς.
Άλλη μια εφαρμογή είναι η πλανητική εξερεύνηση. Ακόμα δεν υπάρχουν δρόμοι στον Άρη ή την Αφροδίτη. Όλα τα ρομπότ που χρησιμοποιήθηκαν μέχρι σήμερα είχαν ρόδες, όπως ο εξάτροχος Sojourner στον Άρη ( κάτω ) τα πόδια όμως θα ήταν καλύτερα, με την προϋπόθεση ότι θα ήταν αξιόπιστα. Εδώ έγκειται το πρόβλημα. Με το σύγχρονο επίπεδο γνώσης, τα ρομπότ με πόδια έχουν την τάση ν’ ανατρέπονται υπερβολικά συχνά κι η διατήρησή τους σε ορθή στάση δεν είν’ εύκολη.

Το όχημα Sojourner εξερεύνησε μια μικρή περιοχή του Άρη. Μια μελλοντική γενιά από ρομπότ με πόδια θα είναι πολύ καλύτερη για πλανητικές εξερευνήσεις.
Ίαν Στιούαρτ, " Οι μυστικοί αριθμοί ", Τραυλός 2001
Σ’ ολόκληρο τον κόσμο, ειδικότερα στις ΗΠΑ και την Ιαπωνία, οι ειδικοί στα ρομπότ προσπαθούν να σχεδιάσουν και να κατασκευάσουν πρακτικά ρομπότ με πόδια. Ένας από αυτούς είναι ο Μάρκ Τίλντεν στο Εθνικό Εργαστήριο του Λος Αλάμος στο Νέο Μεξικό, που είναι ειδικός σε μικρά αυτάρκη ρομπότ με 4 πόδια των οποίων η κίνηση, όμοια με κείνη των εντόμων, τροφοδοτείται με ηλιακή ενέργεια. Ο Τίλντεν έχει κατασκευάσει ένα ρομπότ με πόδια που μοιάζει σαν μικρός σκύλος κι αναζητά ενεργά πυρομαχικά. Τα εντοπίζει χωρίς να προκαλέσει έκρηξη. Ωστόσο, μερικές φορές πατάει πάνω σε κάποια και χάνει ένα πόδι. Ευτυχώς τα ρομπότ του Τίλντεν είναι πολύ ανθεκτικά. Έχουν σχεδιαστεί έτσι ώστε να κινούνται με τρία ή ακόμη και με δύο πόδια. Μάλιστα, μπορούν να συρθούν έχοντας μόνο ένα πόδι. Έτσι, το κόστος κάθε έκρηξης είναι το ένα τέταρτο του ρομπότ.
Στο Πανεπιστήμιο Case Western Reserve των ΗΠΑ υπάρχουν τρία ρομπότ με τα … ευφάνταστα ονόματα Ρομπότ 1, Ρομπότ 2, Ρομπότ 3, φτιαγμένα από τον Ράντολ Μπιρ, επιστήμονα της πληροφορικής και τους Ρόι Ρίτσμαν και Χιλέλ Τσίελ , βιολόγους. Έχουν έξι πόδια και το σύστημα που ελέγχει την κινησή τους έχει μοντελοποιηθεί με βάση το νευρικό σύστημα ενός εντόμου. Η κατανόηση της κίνησης των εντόμων έχει βελτιώσει σημαντικά την κατασκευή, ενώ – κάτι εξίσου σημαντικό – η ικανότητα μετρήσεων ακριβείας των δυνάμεων που ασκούνται στα κινούμενα ρομπότ έχει οδηγήσει με τη σειρά της σε μια καλύτερη κατανόηση του τρόπου λειτουργίας των ποδιών στα έντομα.
Ο αμερικανός Τζόζεφ Έιερς στο Πανεπιστήμιο Νορθίστερν κατασκεύασε ένα ρομπότ – αστακό με οκτώ πόδια. Ο σκοπός ήταν η μελέτη τηλεκατευθυνόμενων υποθαλάσσιων οχημάτων. Ο Μάικλ Ντίκινσον στο Μπέρκλεϊ αναπτύσσει ένα ρομπότ – μύγα κι ο Μιχάλης Τριανταφύλλου στο ΜΙΤ έχει κατασκευάσει ένα ρομπότ - τόνο για να μελετήσει πως τα ψάρια εκμεταλλεύονται τις υποθαλάσσιες δίνες προκειμένου να προωθούνται κάνοντας λιγότερες κινήσεις.
Οι βλέψεις του Τίλντεν είναι πιο φιλόδοξες : τα μικροσκοπικά, αυτόνομα, κινούμενα με ηλιακή ενέργεια ρομπότ είναι το μέλλον στην εξερεύνηση του διαστήματος. Αν κατασκευάσουμε χιλιάδες από αυτά και τα εφοδιάσουμε με μέσα επικοινωνίας ώστε να αναμεταδίδουν μηνύματα σε διαστημικούς σταθμούς, μπορούμε να τα σκορπίσουμε παντού στον Άρη.
Πηγή στοιχείων : Ίαν Στιούαρτ, Μαθηματικός, " Οι μυστικοί αριθμοί : από το σχήμα της χιονονιφάδας στο σχήμα του σύμπαντος ", Τραυλός 2001.

Δεν υπάρχουν σχόλια: