ربات چهارپای شناور؛ نجاتگری که روی آب می‌دود

مجموعه: اختراعات جدید

به گزارش ایرنا، وبگاه تِک‌اِکسپلور در گزارشی آورده است:

این ربات که «کوادبوت» (QuadBoat) نام دارد، با استفاده از الگوریتم‌های پیشرفته، حرکت‌های دقیقی روی آب انجام می‌دهد و می‌تواند هدف‌های شناور را شناسایی و جمع‌آوری کند.

پژوهشگران مؤسسه هوش مصنوعی و رباتیک شنژن در چین و مؤسسه فناوری استیونز در آمریکا، نوعی قایق رباتیک چهارپا ساخته‌اند که می‌تواند در عملیات نجات غریق و امداد دریایی به‌کار رود. این ربات که کوادبوت (QuadBoat) نام دارد، الهام‌گرفته از عنکبوت‌های ماهی‌گیر است که به‌لطف پاهای دافع آب خود، می‌توانند روی سطح آب راه بروند.

در عملیات نجات در آب، سرعت عمل حیاتی است و هر ثانیه تأخیر می‌تواند عواقب جبران‌ناپذیری داشته باشد. تاکنون قایق‌های رباتیک بدون سرنشین زیادی برای یافتن افراد در آب ساخته شده‌اند، اما بیشتر آن‌ها فقط برای مکان‌یابی طراحی شده‌اند و توانایی نجات فیزیکی فرد را ندارند. کوادبوت با طراحی منحصربه‌فرد خود، نقص ربات‌های پیشین را برطرف می‌کند و می‌تواند هم فرد را پیدا کند و هم او را از آب خارج نماید.

الهام از طبیعت؛ عنکبوت‌های شناگر

 عنکبوت‌های ماهی‌گیر، پاهای بلندی دارند که آب را دفع می‌کنند و وزن بدنشان را روی سطح آب پخش می‌نمایند. این ویژگی به آن‌ها اجازه می‌دهد با استفاده از نیروی کشش سطحی، روی آب راه بروند. پژوهشگران با الهام از این توانایی، رباتی ساختند که با تکیه بر شناوری معمولی روی آب می‌ماند و با چهار پای خود، حرکت‌های چابکی روی آب انجام می‌دهد.

ساختار و کنترل دقیق حرکت

 کوادبوت از یک بدنه مرکزی و چهار پا تشکیل شده است. حرکت پاهای آن توسط الگوریتمی به نام کنترل‌کننده سینماتیک معکوس (Inverse Kinematics Controller) برنامه‌ریزی، هماهنگ و اجرا می‌شود؛ به زبان ساده، این الگوریتم محاسبه می‌کند که هر پا باید چگونه حرکت کند تا ربات به مسیر مدنظر برود. همچنین پژوهشگران الگوریتم‌های کنترلی دیگری طراحی کرده‌اند که ربات را در جهت‌های مشخص هدایت می‌کنند و در حین حرکت روی آب، آن را پایدار نگه می‌دارند.

به گفته پژوهشگران، کوادبوت به لطف ساختار چهارپا و امکان تغییر وضعیت بدنه، چابکی بالایی دارد. الگوریتم‌های کنترلی آن نیز به ربات اجازه می‌دهند تا با دقت زیاد، اهداف روی آب را ردیابی و آن‌ها را جمع‌آوری کند.

آزمایش‌های موفقیت‌آمیز در استخر

 پژوهشگران ربات خود را در یک استخر آزمایش کردند و توانایی آن را در اجرای حرکت‌های برنامه‌ریزی‌شده و دنبال‌کردن مسیرهای ازپیش‌تعیین‌شده ارزیابی نمودند. همچنین عملکرد آن را در تشخیص، دنبال‌کردن و جمع‌آوری اهداف شناور بررسی کردند.

نتایج نشان داد که کوادبوت از چابکی بالایی برخوردار است و دقت حرکتی فراوانی دارد. آزمایش‌های ردیابی مبتنی‌بر بینایی و جمع‌آوری اشیا نیز تأیید کرد که این ربات می‌تواند در محیط‌های داخلی و خارجی، عملیات نجات را با موفقیت انجام دهد.

چشم‌انداز آینده؛ نجات‌گری سریع‌تر در آب‌های واقعی

 پژوهشگران قصد دارند کوادبوت را در شرایط چالش‌برانگیزتر و مشابه محیط‌های واقعی دریایی آزمایش کنند. در آینده، این ربات می‌تواند به ابزاری ارزشمند برای گروه‌های جست‌وجو و نجات در سراسر جهان تبدیل شود و به آن‌ها کمک کند تا قربانیان حوادث آبی را سریع‌تر پیدا کرده و نجات دهند.

با توجه به اینکه بسیاری از شهرهای ساحلی با خطر غرق‌شدگی مواجه هستند، فناوری‌هایی مانند کوادبوت می‌توانند نقش مهمی در کاهش تلفات جانی و افزایش سرعت عملیات امداد ایفا کنند.