روبات‌های انسان‌نما با اسکلت انسانی

دانشمندان ژاپنی روبات‌هایی طراحی کردند که بدمینتون بازی می‌کنند و حرکات بارفیکس و پیچشی ستون فقرات را انجام می‌دهند. بیشتر روبات‌های انسان‌نما با استفاده از اصول مهندسی طراحی می‌شوند که در نتیجه بسیار سفت و سنگین هستند و حرکت آنها بسیار دشوار است. در حال حاضر گروهی از دانشگاه توکیو روبات‌های انسان‌نمایی به نام Kengoro و Kenshire بر اساس نحوه عملکرد بدن انسان ساخته‌اند.

این روبات‌ها بر اساس سیستم عضلانی اسکلتی با آلومینیوم، فولاد و پلاستیک ساخته شده‌اند و حتی دارای تاندون‌ها و مفاصل مصنوعی هستند. این روبات‌ها دارای قفسه سینه و ستون فقرات مفصلی هستند و همچنین یک سیستم عصبی حسی دارند که به طور مداوم موجب تعادل و ثبات آنها می‌شود.

آنها همچنین توانایی پردازش اطلاعات در مغز را دارند تا بتوانند بدون اینکه به‌طور خاص به آنها گفته شود چه کاری انجام دهند، به طور مستقل عمل کنند. طراحان این روبات‌ها اظهار کردند: در ساخت آنها از عملکرد بدن انسان الهام گرفته شده است. محققان چگونگی عملکرد بدن انسان‌ها طی ورزش را بررسی و سپس اندام‌های مصنوعی با قابلیت حرکت بالقوه را طراحی کردند. محقق این پروژه «یوکی آسانو» گفت: حدود دو سال برای طراحی این روبات‌ها بر اساس عملکرد انسانی کار کردیم. با وجود محدودیت‌های انسان‌های معمولی نیز براساس نظریه‌های مهندسی متداول مکانیک، الکترونیک و پردازش اطلاعات ساخته شده‌اند.

وی در ادامه افزود: هدف ما طراحی ساختار انسان بر‌اساس سیستم‌های انسانی از جمله ساختار اسکلتی عضلانی، سیستم عصبی حسی و روش پردازش اطلاعات در مغز است. این گروه تحقیقاتی روبات‌های اسکلتی عضلانی را با موفقیت طراحی کردند. آنها ساختار عضلانی اسکلتی انسان را تقلید کردند، به طوری‌که دارای بدن انعطاف‌پذیر بوده و با استفاده از تسمه‌های محرک حرکات بدن انسان را تقلید می‌کنند.

Kengoro و Kenshire به طور کامل حرکات انسانی را تقلید می‌کنند. این دو روبات با توجه به تناسب بدن، ساختار اسکلتی، تنظیم عضلات و عملکرد مفاصل طراحی شده و در واقع روبات انسان‌نما هستند. مهندسان، شکل و طول استخوان‌ها را اندازه‌گیری کردند تا اسکلت انسانی پنج فوتی دو اینچی را طراحی کنند.

این روبات‌ها حتی وزنی معادل یک انسان دارند. عضلات مصنوعی از موتورهای الکتریکی، سیم و سنسور ساخته شده‌اند و دارای دست و پاهایی با پنج انگشت هستند تا مانند عضلات و انگشتان انسان خم شوند. اتصالات توپی و سوکتی ایجاد شده طیف وسیعی از حرکات را که هرگز در روبات‌های پیشین نبوده است، فراهم کرده‌اند.

ستون فقرات با مهره‌های منفرد ساخته شده تا دارای انحنای طبیعی بوده و روبات قادر به نشستن و خم و راست شدن باشد. چندین قسمت از بدن روبات‌‎ها با استفاده از چاپ سه‌بعدی همانند بدن انسان ساخته شده است. وی گفت: ما هنوز در ابتدای راهی طولانی برای ایجاد یک روبات انسان‌نمای هوشمند با قابلیت رفتار انسانی هستیم. نتایج این تحقیق در نشریه Science Robotics منتشر شده است.