Bilim insanları, yalnızca bileğini hareket ettirerek piyanoda basit notaları çalabilen, 3 boyutlu bir robot el geliştirdiler.
Cambridge Üniversitesi‘ndeki araştırmacılar tarafından geliştirilen bu robot el; insan elindeki tüm kemikleri, kasları veya tendonları kopyalamak için 3D baskıyla yumuşak ve sert malzemelerle yapıldı. 3D robot el; insan eline kıyasla daha sınırlı olsa da; elin mekanik tasarımına dayanarak şaşırtıcı derecede geniş bir hareket aralığı sağlıyor.
Robot; parmakların bağımsız hareket edemediği ‘pasif’ hareketi kullanarak , elin malzemesini veya mekanik özelliklerini değiştirmeden farklı piyano çalma tarzlarını taklit edebildi. Science Robotics Dergisi’nde bildirilen sonuçlar, minimum enerji kullanımıyla daha doğal hareket edebilen robotların tasarımını bilgilendirmeye yardımcı olabilir.
Hayvanlarda ve makinelerde karmaşık hareket; beyin (veya kontrolör), çevre ve mekanik vücut arasındaki etkileşimin sonucudur. Sistemlerin mekanik özellikleri ve tasarımı akıllı işlevsellik için önemlidir ve hem hayvanların hem de makinelerin enerji harcamasına gerek kalmadan karmaşık şekillerde hareket etmesine yardımcı olur.
Cambridge Üniversitesi Mühendislik Bölümü’nden Josie Hughes: “Robotlarda geniş bir hareket yelpazesi elde etmek için pasifliği kullanabiliriz: Örneğin yürümek, yüzmek veya uçmak gibi… Akıllı mekanik tasarım, minimum kontrol maliyeti ile maksimum hareket aralığına ulaşmamızı sağlıyor: Sadece mekanikle ne kadar verimli hareket alabileceğimizi görmek istedik.”
Geçtiğimiz birkaç yıl boyunca, araştırmacıların bu pasif sistemlere karmaşıklık eklemelerini sağlayan 3D baskı tekniklerindeki gelişmeler sayesinde; yumuşak bileşenler robot tasarımına entegre edilmeye başlandı.
İnsan eli inanılmaz derecede karmaşık ve el becerisinin ve uyarlanabilirliğinin bir robotta yeniden yaratılması büyük bir araştırma zorluğudur. Günümüzün gelişmiş robotlarının çoğu, küçük çocukların kolaylıkla yapabilecekleri manipülasyon görevlerini yerine getiremiyor.
Araştırmaya liderlik eden Dr. Fumiya lida: “Bu projenin temel motivasyonu, bedenlenmiş zekayı, yani mekanik bedenimizdeki zekayı anlamaktır. Vücudumuz, aktif beyin liderliğindeki kontrolümüz olmadan bile akıllıca davranmamıza yardımcı olan kemik ve bağlar gibi akıllı mekanik tasarımlardan oluşuyor. İnsan eli gibi yumuşak olan elleri oluşturmak için; son teknoloji olan 3D baskı teknolojisini kullanıyoruz.”
Hughes: “Piyano çalmak, bu pasif sistemler için ideal bir testtir, Çünkü farklı oyun tarzlarına ulaşmak için önemli bir dizi davranış gerektiren karmaşık bir çalışma yapmamız gerekir.”
Robot, araştırmacılara; mekanik-malzeme özellikleri, çevre ve el bileği çalıştırma işlemlerinin, elin dinamik modelini nasıl etkilediğini göz önünde bulundurarak, hareketin nasıl sağlandığını gösterdi.
Araştırmacılar, robotu; yalnızca el bileğinin hareketiyle çalınan staccato* veya legato** notalarla kısa müzik cümleleri çalmaya programladı.
Iida: “Bu mekanik tasarım yaklaşımı; robotiği inşa ediş yöntemimizi de değiştirebilir. Fabrikasyon yaklaşımı, mekanik olarak akıllı yapıları yüksek oranda ölçeklenebilir bir şekilde tasarlamamızı sağlıyor.”
Hughes: “Bu çalışmada; karmaşık manipülasyon görevlerini nasıl başarabileceğimizi araştırmak için daha da genişletebiliriz: Örneğin tıbbi prosedürleri gerçekleştirebilecek veya hassas nesneleri işleyebilecek robotlar geliştirmek gibi… Bu yaklaşım aynı zamanda eli kontrol etmek için gereken makine öğrenimi miktarını da azaltır. Böylece yerleşik zekaya sahip mekanik sistemler geliştirerek, robotların öğrenmesini çok daha kolaylaştırır.”
*Staccato: Notalar arasında keskin kesintiler bırakarak çalma tekniğidir.
**Legato: Bir parçanın notalarının, ara vermeksizin birbirine bağlanarak, çalınacağını ya da söyleneceğini belirtir.
