Robotlar gerçekten zarif olabilir mi?

Bruton, “Amacım insanların tıklamak isteyeceği bir şey yapmak,” diyor.

Bunu başarabilmek için, ilk kez The Empire Strikes Back filminde görünen AT-AT’nin dört güçlü bacağını, hassas bir şekilde kontrol edebileceği biçimde inşa etmesi gerekiyordu.

Bruton; “Devasa ve sallanan bir şey istemiyorum,” diye açıklıyor — ki bu oldukça anlaşılır bir kaygı.

Bu yüzden Bruton, konumları izlenip kontrol edilebilen hareketli parçalar olan servolar gibi çalışan karmaşık bir motor ve dişli sistemi geliştirdi.

Proje tamamlandığında, Stormtrooper kostümü giyerek AT-AT’nin üzerinde dolaştığı anları filme aldı. “Oldukça yavaş,” diye itiraf etti.

Şimdi ise, Bruton’ı üzerinde taşırken dengesini koruyabilmesi için çok daha hassas bacaklar gerektirecek iki ayaklı bir versiyon üzerinde çalışıyor.

Tasarladığı bazı bileşenler, onun deyimiyle “değişken yaylar” gibi çalışıyor. Yani ters yönde hareket edebilen ve zeminden gelen darbelerin bir kısmını emebilen hareket kontrol parçaları.
Bruton, bu parçalar için “İhtiyaç duyduğun anda yükü dinamik olarak absorbe edebiliyor,” diyor.

Bir robotu gerçekten “canlı” kılan şey, hareketi sağlayan bileşenler aktüatörlerdir. 

Genel olarak aktüatörler ya ileri–geri hareket eder ya da dairesel şekilde döner ve bunu yapmanın pek çok yolu vardır.

Aktüatörleri yapay gövdeler veya uzuvlarla birleştirdiğinizde robot kolu, robot köpek hatta insansı robotlar üretmek mümkün olur.

Robotlar daha gelişmiş hâle gelecekse, daha verimli, daha hassas ve daha akıllı aktüatörlere ihtiyaç duyacaklar.

Bugün yüksek hassasiyetle ve büyük ölçekte aktüatör üretebilen firma sayısı oldukça az. Üstelik bu parçalar, hayvanların bu kadar zarif ve verimli hareket etmesini sağlayan son derece gelişmiş kas sistemlerinden hâlâ çok uzak.

Teorik olarak yeni bir aktüatör kuşağı, sakarlıkla yürüyen robotlardan adeta bale yapan makinelere geçişi mümkün kılabilir.

“Uzun zamandır robotikçiler, robotları hareket ettirmek için DC (doğru akım) motorlar kullanıyor,” diyor Kaliforniya Üniversitesi San Diego’dan Mike Tolley.

Bu motorlar, örneğin bir vantilatörü döndürmek için idealdir; çünkü yüksek hızda ve düşük torkla iyi çalışırlar.

Tork, bir nesneyi bir eksen etrafında döndüren burulma kuvvetinin ölçüsüdür.

Ancak Tolley, insanların bir vantilatör gibi hareket etmediğine dikkat çekiyor: “Biz bir şeyleri kaldırmak, itmek ve yüksek kuvvet ve tork gerektiren işler yapmak isteriz.”

Ayrıca, bir robot kolu size doğru savrulursa, güvenlik açısından onu anında durdurabilmeniz ve kendinize zarar vermeden geri itebilmeniz gerekir. Bunun için geri tahrik edilebilir (back-driveable) bir aktüatör şarttır diyerek sistemin zorlu çalışma koşullarını da analiz ediyor.

Bu özelliğe sahip olmayan basit aktüatörler, geri vitese alınması gereken manuel vitesli arabalar gibidir.

Aria adlı teknoloji fonlama kuruluşunda robot çevikliği program direktörü olan Jenny Read, “Günümüz robotlarının bir diğer sorunu da pillerinin çok çabuk bitmesi. Elektrik motorları bu konuda oldukça kötü.”şeklinde açıklama yaptı.

Geleneksel elektrik motorlarıyla yapılan çok küçük aktüatörler bu ölçekte hızla aşırı ısınıyor. Bu da ayrı bir sorun.

Almanya merkezli Schaeffler firması, İngiliz robotik şirketi Humanoid için aktüatörler geliştiriyor. Amaçları, iki ayaklı robotların insanlar arasında güvenle hareket edip çalışabilmesi için son derece enerji verimli ve iyi kontrol edilen hareket sağlayan bileşenler üretmek.

Bu yaklaşımın bir parçası olarak, mevcut konumları ve işleyişleri hakkında bol miktarda veri üreten aktüatörler geliştiriliyor; böylece bilgisayarlar bu sistemleri gerçek zamanlı ayarlayabiliyor. Ancak donanımın da gelişmesi gerekiyor.

Humanoid Robotics Başkanı David Kehr, “Bu sürtünme ve geri tahrik edilebilirlik optimizasyonunu bulmak için deneme-yanılma yapmamız gerekiyor. Bu, gerçekten büyük bir yapboz.” diyor.

Schaeffler, kendi fabrikalarında "Üretim bandından çıkan parçaların paketleme öncesi yıkama makinelerine yerleştirilmesinde" robot kullanmayı umuyor. 

Kehr, “Zaten bir iş gücü sıkıntısı yaşıyoruz” derken, Bu işi yapan insanların başka rollere eğitilip eğitilmeyeceğini sorduğumda ise “Kesinlikle,” yanıtını veriyor.

ABD merkezli lider robotik firması Boston Dynamics, yeni nesil aktüatörler için Güney Koreli otomotiv parça üreticisi Hyundai Mobis ile çalışıyor.

Hyundai Mobis’te robotik iş kolunun başkan yardımcısı Se Uk Oh, “Aktüatör, bir motor kontrolcüsü ve redüksiyon dişlilerinden oluşuyor. Elektrikli direksiyon sistemlerine çok benziyor,” diye görüşlerini açıklarken, bunun firmalarının insansı robotlar için ilk aktüatör tedariki olacağını da belirtiyor.

“Kalite ve güvenilirlik insan güvenliği açısından çok önemli. Bu konuda büyük bir deneyime ve teknolojiye sahibiz. Bugünün aktüatörleri, en gelişmiş olanlar bile hâlâ büyük ölçüde metal, sert plastik ve elektronik parçalardan yapılıyor. Ancak farklı fikirler de var."

Tolley ve ekibi, çok farklı bir yaklaşım üzerinde çalışıyor: “Havayla çalışan yumuşak robotlar geliştirdik; karada yürüyüp sonra suya girebiliyorlar. Islanınca ne olacağını dert etmemize gerek yok.”

Bir örnekte, elektronik bileşeni olmayan altı ayaklı bir robot, bir tüpe hava pompalanıp boşaltıldığında yürüyebiliyor.

Tolley’nin ekibi robotlardan birinin üzerinden arabayla bile geçmiş:
“Yeterince yumuşak ve esnek olduğunu göstermek istedik. Gerçekten çok farklı kötü muamelelere dayanabiliyor.”

Read’in kurumu şu anda, bazıları kauçuk benzeri plastiklerden  yani elastomerlerden  yapılmış aktüatörler içeren öncü robotik yaklaşımları fonluyor. Bu malzemeler, örneğin elektrotlar arasına yerleştirilerek voltaj verildiğinde tıpkı hayvan kasları gibi kasılıp gevşeyebiliyor  

Read, elastomerlerin henüz aktüatör teknolojisini kökten değiştirmediğini kabul ederek.“Yıllardır araştırılıyor. Bu tür teknolojilerde sürekli zorlamaya devam etmek gerekiyor.” diyor.

Nihai hedef ise bugünkülerden çok daha zarif robotlar üretmek. Read, “Robotlarda bir hantallık ve ağırlık hissi var. Bu, bizim hareket ediş biçimimizden tamamen farklı.” diyor.

BBC