MIT Yardımcı Makine Profesörü Sangbae Kim: “Bir binada zehirli gazlar sızıyor, içeride bir vanayı kapatmanız gerekiyor, ancak insanları göndermek tehlikeli. Şimdi, bu tür bir işi gerçekleştirebilecek bir tek robot yok. Potansiyel olarak bir insandan daha fazla şey yapabilen ve hayatımda bana yardım edebilecek bir ilk otomatik yanıtlayıcı yaratmak istiyorum.”
Çok da uzak olmayan bir gelecekte, bir felaket bölgesine, bir yangına ilk müdahale eden veya mayın tarlasından dört ayakla geçebilen, sıcak bir kapı kolunu çevirebilmek için arka ayakları üzerinde yükselen ya da duvardan yumruk atan köpek benzeri robotlar olabilir.
*Makine Mühendisi Sangbae Kim, afete müdahale etmek için hayvan benzeri makineler üretti.
MIT’deki Makina Mühendisliği Profesörü Sangbae Kim, böylesi robo-kurtarıcıların önümüzdeki 5-10 yıl içinde devreye girmeye hazır olduğunu söylüyor. Biyomimetik Robot Laboratuvarı Ekibi ve Biyomekanik Ekibi, insanların karar verme ve mekanik tasarım ilkelerini örnek alan, Kim’in belirttiği “gerçek, fiziksel iş”i yapabileceklerini belirten bir hizmet robotu oluşturmak için, bu amaç doğrultusunda çalışıyor; örneğin, kapıları açma, duvarları kırmak gibi.
Bunu yapmak için, bu yıl görevde olan Kim, laboratuvarındaki iki ana projeyi birleştirmek için çalışıyor: MIT Cheetah, engelleri otonom biçimde çalıştıran ve atlayan dört ayaklı, 70 kiloluk bir robot olan ve hareketleri, dengesi bir insan operatörü tarafından uzaktan kontrol edilen, iki ayaklı, tele-işletmeli bir robot olan HERMES, bir marionette veya “Avatar” gibi.
Kim, “Fiziksel, dinamik çalışma yapabilen bir robot hayal ediyorum” diyor. “Herkes, üzerinde çalıştığınız şeylerden dolayı heyecan duyuyor ve yararlı, kesişen durumlar deniyor. Birçok insan spor izlemekten heyecanlıdır, çünkü hareket eden birini izlediğinizde beynin “ayna nöronları” nızın tetiklendiği varsayılır ve aynı anda heyecanı hissedersiniz. Benim için, robotlarım dinamik ve dengede çalıştıklarında gerçekten heyecanlandım ve bu duygu araştırmalarımı teşvik etti. ”
Bir eğitim çavuşu robotçuya dönüşüyor
Kim, Güney Kore Seul’de dünyaya geldi ve burada annesi onu tenekeci olarak hatırlıyor. “Herşey vidalı,ayrı alacağım…” diyor Kim. “…ve ilk kez dedi, neredeyse her şey kırıktı. Ondan sonra her şey yeniden çalışmaya başladı. ”
Makine mühendisliği okuduğu şehirde Yonsei Üniversitesine devam etti. Ülkesinde zorunlu olduğu için, ikinci yılında, kendisi ve diğer erkek öğrenciler, Güney Kore ordusuna katıldı ve burada iki buçuk yıl boyunca eğitim çavuşu olarak görev yaptı.
” Yeni askerlere, asker olmayı, gömlek ve pantolon giymeyi, kemer takmayı ve yürüdüğünüzde nasıl yumruk atılacağı gibi her ayrıntıyı öğrettik “diye hatırlıyor Kim. “Gün saat 05:30 da başlardı ve saat 10: 30’da hiç aralıksız herkes uykuya dalardı. Eğitim çavuşları, kaba olmalarıyla ünlüdür ve bence bunun için bir neden vardır. Çünkü çok sıkı program tutmaları gerek. ”
Askerlik görevini yerine getirdikten sonra Kim, Yonsei Üniversitesi’ne döndü, burada robotiklere yöneldi, ancak konu üzerinde resmi bir program yoktu. Öğrencilere, MIT’in popüler Course 2.007 (Tasarım ve Üretim) programına benzer bir yarışmada, bayrak yakalamak ve bot ile yarışmak gibi belirli görevleri yerine getirmek için robotlar kurmaya çalışan öğrencilere karşı meydan okuyan bir sınıf projesine katıldı. Şimdi birlikte çalışıyorlar.
“(Sınıfta) Kariyerimde gerçekten iyi bir motivasyon vardı ve robotik, mekanik yönü benim kenetlenmemi sağladı.” diyor Kim.
Biyo-ilham bir rüya
Kolejdeki son yılında Kim, nispeten ucuz bir 3-D tarayıcı geliştirdi. Bu tarayıcı, kendisinin ve diğer üç öğrencinin de Kim’in tasarımını genişleten, Solutionix adlı bir şirketle ticari olarak başlattıkları bir tarayıcıydı. Ancak, proje şirketin ilk bağışlarından sonra, paraya çevrildi.
Kim: “Kısa sürede gerçekleşince, heyecanımı kaybettim çünkü başlangıçtan sonra ben bittim. Tasarlama bölümünü çok sevdim ve bir yıl başlangıç sürecinden sonra fark ettim ki, gelişmenin başlangıç sürecinde çalışmalıyım, ürünlerin olgunlaşması için değil. ”
Ürünün ilk satışını gerçekleştirdikten sonra, ülkeyi terk edip Stanford Üniversitesi’ne gitti ve Makine Mühendisliği Lisansüstü Programına girdi. Orada ilk tasarım özgürlüğü tecrübesini yaşıyordu.
Kim: “Bu, yaşamımı değiştiren bir deneyim oldu. Muhafazakar bir kültüre sahip olan Kore’den çok daha özgür, yaratıcılık açısından saygılı bir çevreydi. Oldukça kültür şoku yaşadım”
Kim biyolojik pikli robotik makinelerin tasarım yollarını arayan Mühendislik Profesörü Mark Cutkosky’nin laboratuvarına katıldı. Özellikle ekip, dikey yüzeylere tırmanmasına yardımcı olmak için, ayakları üzerindeki küçük tüyleri kullanan kertenkeleyi taklit eden bir tırmanma robotu geliştirmeye çalışıyordu. Kim bu tüylü mekanizmayı bir robota uyarladı ve işe yaradığını fark etti.
“Laboratuvarda saat 2.30’du, uyuyamadım. Birçok şeyi denedim ve kalbim çarpıyordu, “diye hatırlıyor Kim. “Uzun pencereli, kapılar üzerinde, icat ettiğim robot, dünyanın ilk yönlü yapıştırıcılarını kullanarak, yumuşak bir şekilde tırmandı. Başkalarına göstermek için heyecanlanıyordum, onlara o gece bir video gönderdim “dedi.
O ve meslektaşları gecko robotunu daha da geliştirmeye başladılar. Ancak yine Kim, laboratuvarda olmanın heyecanını kaçırdı. Harvard Üniversitesi’nden postdoc pozisyonunda, bir solucan gibi yüzey üzerinde durabilen yumuşak, özerk bir robot olan Meshworm’un mühendisliğine yardım etti ve kısa süre sonra şirketten ayrıldı. Ancak o zaman bile, Kim daha büyük tasarımlarla ilgileniyordu.
“Küçük robotlardan uzaklaşıyordum çünkü gerçek, fiziksel olarak çalışmak çok zor” diyor Kim. “Bu yüzden insan seviyesinde, fiziksel görevler için daha büyük, dört ayaklı bir robot- uzun vadeli bir rüya – geliştirmeye karar verdim.”
İlkeleri arama
2009’da MIT Makina Mühendisliği Bölümü’nde yardımcı doçentlik yaptı ve Biomimetik Robot Laboratuvarını kurdu ve dört ayaklı, çitadan ilham alınan bir robot tasarlamak ve oluşturmak için belirli bir araştırma hedefi belirledi.
“Çitayı seçtik, çünkü tüm kara hayvanlarının en hızlısıydı, bu yüzden özelliklerini en iyi öğrendik, ancak çitaya benzer birçok hayvan var” diyor Kim. “Bazı ince farklılıklar var, ancak büyük olasılıkla tasarım ilkelerini öğrenebileceklerinizden farklı değildir.”
Aslında, Kim, hızlı bir şekilde, bir robotta belirli hayvan davranışları yaratmanın en iyi seçenek olmadığını öğrendi.
“Bizim davamızda en iyi örnek, dörtnala giden yürüyüş olacaktı” diyor Kim. ” Bunu yeniden yapmamız takıntılıydı. Ancak, bir dörtnala yapmanın robotik dünyasında çok az avantajı olduğu ortaya çıktı. ”
Hayvanlar; kaslar, tendonlar ve kemiklerin karmaşık bir etkileşiminden dolayı belli bir hızda, belirli yürüyüşleri tercih eder. Bununla birlikte, Kim, elektrikli motorlarla çalışan çita robotunun, hayvan muadilinden çok farklı kinetik sergilediğini keşfetti. Örneğin, yüksek güçlü motorlarla robot, saatte 14 mil hızla sabit bir klipsle gezinmeyi başardı – hayvanların doğadaki tırmanışına göre çok daha hızlıydı.
“Gerekli yönetim ilkesinin ne olduğunu anlamak istiyoruz ve soruyoruz: Bu, biyolojik sistemlerde bir engel midir yoksa bunu mühendislik alanında gerçekleştirebilir miyiz?” Kim diyor. “Hayvanlar ve makineler arasındaki farklılıkları belirleyen, faydalı ilkeleri bulmak için karmaşık bir süreç var. Bazen hayvan özelliklerini kullanma takıntımız, robotikte ilerlemenizi engelleyebilir. ”
“Gizli tarif”
Laboratuvarda robotlar oluşturmanın yanı sıra, Kim 2.007 ‘de dahil olmak üzere son 5 yıldır MIT’de kendi öğrencileriyle birlikte çalışıyor.
“Hala benim en sevdiğim sınıfım, öğrenciler ödev-sınav modundan çıkıp, kendilerini çamura atıyorlar ve kendi projelerini oluşturma fırsatı buluyorlar. Öğrenciler bugün üretici olarak, 3D baskı ve legolar ile büyüdüler ve onlar 2.007 gibi bir şey bekliyorlardı. ”
Kim, 2013 yılında Bioinspired Robotics adlı bir sınıfta ders verdi. Bu derste 40 öğrenci, biyomekanik ve hayvan hareketlerinden esinlenen bir robot tasarlamak ve oluşturmak için dört grup halinde bir araya geldi. Geçtiğimiz yıl, öğrenciler tasarımlarını Lobi 7’de sergilediler; atma makinesi, yörünge optimize eden tekme makinesi ve koşu bandı üzerine atlamış bir kanguru makinesi.
Laboratuvarın ve sınıfın dışında Kim, bir başka insani hareketi inceliyor: son 10 yıldır mükemmelleştirmeye çalıştığı tenis salıncakları.
Kim, “Birçok insan hareketi bazı gizli tarifler içeriyor, çünkü kaslar çok özel yetilere sahiptir ve eğer onları iyi tanımazsanız, gerçekten kendinize zarar verebilirsiniz” diyor. “Hepsi kas işlevine dayanıyor ve ben o dünyada ve robot dünyasında hala bir şeyler bulmaya çalışıyorum.”
