رباتهای سنتی بر پایهی موتورهای الکتریکی، چرخدندهها و مفاصل صلب ساخته شدهاند. اما رباتهای نرم با عضلههایی مصنوعی که از هوای فشرده برای کارکرد بهره میبرد استفاده میکنند.
نیروی پنوماتیک هوای فشرده ذاتا ایمن بوده و انعطاف فوقالعادهای را برای رباتها به ارمغان میاورد. این انعطاف و سازگاری را میتوان شکل جدیدی از هوش مکانیکی نامید که رباتهای سنتی و صلب از آن بیبهره اند.
عملگر پنوماتیکی میتواند تغییر شکل دهد. نه آنکه صرفا با نیروی زیاد به جسم فشار وارد کند.
ربات نرم پنوماتیکی از هوای فشرده برای حرکت دادن مواد منعطف استفاده میکند و در نیل به این هدف انعطاف و سازگاری خیلی خوبی در کنار انسانها نمایش داده است. پیش از این در تیتر فرعی چرا ما از هوای فشرده استفاده میکنیم؟ در پُست کاربرد هوای فشرده دلایلی از برتری هوای فشرده در مقایسه با الکتریسیته را برشمردیم که در اینجا هم همگی آنها صادق است. دلایل اصلی استقبال از رباتهای نرم به شرح زیر خواهد بود:
ارزش ایمنی ذاتی: مزیت اصلی رباتهای نرم بادی انعطاف پذیری و ایمنی ذاتی است. برخلاف رباتهای صلب که از فلز و چرخدنده ساخته شده اند، رباتهای نرم از موادی ساخته شدهاند که به راحتی تغییر شکل میدهد. الاستومرها که خانوادهای از مواد پلیمری است و مشهورترین آن لاستیکها هستند برای این منظور استفاده میشود.
این رباتها به شکلی طراحی میشوند که به گونهای ایمن با انسانها تعامل داشته و برای مراقبتهای بهداشتی و جابجایی مواد غذایی گزینههای خوبی باشند. در این مصارف تماس مکرر و ایمن حائز اهمیت است.
از کاربردهای عجیب و جذاب ربات پنوماتیکی باید به گریپرهای رباتیک برای جابجایی میوه، رباتهای جراح که نیاز به حمل بار سنگین ندارد، اسکلتهای بیرونی پوشیدنی و رباتهای مخصوص عبور از فضاهای تنگ اشاره کرد.
عضلات پنوماتیکی با کمک فشار هوا ساختارهای انعطافپذیر داشته، منقبض، منبسط، خم و راست میشوند. این عضلات حتی پیچیده و تنیده در خود میشوند.
نوع جدیدی از هوش مکانیکی: هیجانانگیزترین بخش این پیشرفت نحوهی استفاده از هوای فشرده است. هوا در این کاربری فقط به حرکت محدود نیست، برای فکر کردن هم استفاده میشود! پژوهشگران رباتهای سیال و بدون مغزی را ساختهاند که حرکات پیچیده و ریتمیک تولید میکنند. عملکرد این رباتها تنها با استفاده از فشار هوا هماهنگ شده و هیچ قطعه الکترونیکی، موتور یا کامپیوتری بر روی آنها سوار نیست.
رباتهای ساخت پژوهشگران دانشگاه آکسفورد از قطعات ماژولار ساخته شده است که دقیق مثل مدارهایی مکانیکی عمل کرده و نقشهای ماهیچه، حسگر و گیتهای منطقی را ایفا میکنند.
همزمان با القای فشار هوای پایدار و ثابت، واحدهای مجزای ربات خودکار و با کمک تماس فیزیکی با زمین و یکدیگر هماهنگ میشوند. این عملیات از کرمهای شبتاب و چشمک همزمان گروهی آنها الگو گرفته شده است.
ما در حال گذار از رباتهای مغزپایه به رباتهایی هستیم که اندامشان مغز آنهاست. چنین رباتهایی سریعتر و کارآمدتر خواهد بود و قابلیت سازگاری با محیطهای پیشبینینشده و واقعی را دارد. در ضمن، این رباتها انرژی کمی مصرف خواهند کرد.
مقایسه رباتهای صلب و الکترونیکی با رباتهای نرم و پنوماتیکی
ترازوی انصاف را راه انداختیم و نتیجه اعلام شد: ربات الکترونیکی ۲ – ربات پنوماتیکی ۱ که اگر وضعیت کنونی را در نظر بگیریم نتیجه ۳ بر ۱ خواهد شد! رباتهای الکترونیکی در حال حاضر و در صنعت حی و حاضر و مشغول به کارند. رباتهای نرم پنوماتیکی کجا هستند؟ کنج آزمایشگاهها. منبع جدول: اسپرینگر
هرچند رباتهای نرم پنوماتیکی ایمنی و سازگاری بالایی دارند، اما در حال حاضر و در حمل بارهای سنگین و انجام کارهای دقیق عرصه را به رباتهای سنتی باختهاند.
معاملهای که باید پذیرفت: پنوماتیک قدرتمند و منعطف است ولی کمپرسور، شیرهایش، شیلنگهایش، نشتی هوا و راندمان شدیدا ضعیف این تکنولوژی همراه آن هستند.
علیرغم پیشرفت موتورهای الکتریکی و تجهیزات الکترونیکی لزوما رباتیک از پنوماتیک دور نخواهد شد. در بعضی از کاربردها هوا دقیقا در حال کامبک و بازگشت به دنیای رباتیک بوده و با الکتروموتورها و مکانیزمهای صلب ترکیب میشود.
