Robot telah lama dibayangkan dalam novel fiksyen sains dan filem, tetapi teknologi semasa menunjukkan bahawa mesin sedemikian tidak lagi menjadi titik fantasi.

Sekarang, robot mampu melakukan tugas yang sangat terperinci - dari kenderaan terbang, pengiraan data, tindak balas kecemasan dan bantuan perubatan.

Setiap hari, langkah yang hebat dibuat untuk terus membangunkan robot yang pelbagai, pintar dan serba boleh, dan selalunya, wanita berada di barisan hadapan kerja tersebut.

Dalam artikel ini, kita menyerlahkan lima wanita yang "membunuhnya" dalam bidang robotik.

Sheila Russo

Penolong Profesor Kejuruteraan Mekanikal, Universiti Boston

Robot membantu manusia di bilik darjah, kilang dan juga bilik operasi - dan Sheila RussoKerja terbaharu dengan robot yang lembut adalah satu contohnya.

Russo bekerja dengan pasukan dari Institut Kejuruteraan Biologi Harvard's Wyss, Harvard John A. Paulson Sekolah Kejuruteraan dan Sains Gunaan (SEAS) dan Boston University untuk membangunkan kaedah baru untuk menghasilkan bahan-bahan skala milimeter lembut, membuka jalan untuk microrobots fleksibel untuk digunakan dalam prosedur perubatan dan persekitaran yang sukar diakses.

Russo membantu memulakan projek itu sebagai rakan pasca doktoral di Institut Wyss dan SEAS.

Robot lembut, yang di dalam dan di luarnya kedua-duanya diperbuat daripada bahan lembut, menjanjikan kelonggaran lebih banyak bekerja di sekitar persekitaran yang berubah atau tidak berstruktur, dengan cara yang tidak dapat dicapai oleh robot tradisional dan tegar.

Untuk menunjukkan teknologi baru mereka, Russo dan pasukannya mencipta labah-labah lembut robot dengan menggunakan proses fabrikasi baru untuk merancang robot skala milimeter dengan pelbagai fungsi.

Proses fabrikasi yang dipanggil MORPH (Origami Microfluidic untuk Pneumatic Reconfigurable / Hydraulic), menggabungkan tiga teknik fabrikasi sedia ada: litografi lembut, laser-micromachining, dan lipatan diri yang disebabkan oleh suntikan.

Para penyelidik percaya proses baru ini akan membolehkan robot lembut meneroka persekitaran yang sangat tidak berstruktur dan kompleks untuk pelbagai aplikasi, mulai daripada manipulasi selamat dan halus tisu di dalam tubuh manusia untuk mencari dan menyelamatkan di kawasan berbahaya.

"Sistem robot lembut terkecil masih cenderung sangat mudah, dengan biasanya hanya satu darjah kebebasan, yang bermaksud bahawa mereka hanya boleh memainkan satu perubahan tertentu dalam bentuk atau jenis pergerakan," kata Russo dalam satu kenyataan.

"Dengan membangunkan teknologi hibrid baru yang menggabungkan tiga teknik fabrikasi yang berbeza, kami menghasilkan labah-labah robot yang lembut yang dibuat hanya getah silikon dengan kebebasan 18, merangkumi perubahan dalam struktur, gerakan, dan warna, dan dengan ciri-ciri kecil dalam pelbagai mikrometer. "

[Divider]

Daniela Rus

Pengarah Sains Komputer dan Makmal Perisikan Buatan (CSAIL), MIT

Sebagai profesor kejuruteraan elektrik dan sains komputer, dan pengarah CSAIL di MIT, Daniela Rus telah bekerja pada kebanyakan projek dalam robotika, pengkomputeran mudah alih dan sains data.

Di antara projek-projek itu, Rus telah mencipta robot mampu mengubah rupa dan keupayaannya dengan menukar exoskeleton. Dikenali sebagai "Primer," reka bentuk robot ini adalah pemergian dari pemikiran tradisional di mana robot dibina untuk melaksanakan satu tugas atau sesuai dengan satu tujuan tertentu.

Sebaliknya, Primer mempunyai keupayaan untuk menerima pakai bentuk yang paling sesuai dengan tugas tertentu.

Selepas melihat ketidakcekapan sebagai penghalang kepada bidang robot, Rus dan pasukannya ingin membangunkan robot yang boleh melakukan beberapa fungsi tanpa kemunduran tradisional.

"Robot - dan terutamanya robot yang tegar, seperti jenis yang anda lihat dalam filem - pada umumnya agak tidak fleksibel, kerana kebanyakan masa setiap bahagiannya mempunyai struktur tetap dan satu tujuan tertentu," kata Shuhei Miyashita, bekas penyelidik penyelidikan postdoctoral CSAIL yang kini menjadi pensyarah dalam robot pintar di University of York di UK.

"Ini bermakna mereka tidak dapat dengan mudah dibangunkan untuk mencapai pelbagai jenis tugas."

Tanpa sebarang exoskeleton, Primer mempunyai rupa gula batu emas. Dengan memakai pelbagai exoskeleton, ia boleh berjalan, menggulung, berlayar dan meluncur.

Pergerakannya dikawal melalui magnet, dan exoskeletonnya datang dalam bentuk lembaran plastik yang, ketika dipanaskan, melipat di sekitar Primer. Sebaik sahaja tugas itu selesai, Primer meletakkannya dengan exoskeleton dengan merendam dirinya dalam air.

"Pendekatan kami menunjukkan bahawa pembuatan yang diilhamkan oleh origami membolehkan kami mempunyai komponen robot yang serba boleh, boleh diakses, dan boleh diguna semula," kata Rus dalam satu kenyataan.

Para penyelidik mencadangkan bahawa kerja ini boleh digunakan untuk beberapa aplikasi - dari penghantaran dadah dalam badan, kepada reka bentuk kenderaan masa depan.

[Divider]

Mozhdeh Shahbazi

Profesor Geomatics Engineering, University of Calgary

Penerbangan autonomi dalam kenderaan robotik tanpa penggunaan teknologi GPS menjadi kenyataan, terima kasih kepada kerja Mozhdeh Shahbazi dan teknologi pendengaran baru-baru ini.

Shahbazi telah menghabiskan kerjaya akademik dan profesionalnya memajukan teknologi pemetaan dan pemodelan 3D yang halus. Kepadanya, kenderaan udara tanpa pemandu (UAV) berfungsi sebagai "platform untuk meningkatkan pemetaan dan tujuan navigasi."

Tetapi sehingga baru-baru ini, UAVs telah bergantung kepada teknologi GPS untuk memandu mereka melalui udara.

Ini adalah masalah kerana, apabila mesin terbang mencapai kawasan bandar, pencakar langit dan infrastruktur bandar lain memotong isyarat GPS. Di kawasan luar bandar, pokok melakukan perkara yang sama.

Shahbazi mengakui kesilapan penerbangan autonomi lalu, tetapi melihat potensi dalam idea itu.

"UAV Autonomi atau lain-lain jenis sistem tanpa pemandu (robot) boleh digunakan secara meluas sebagai alat geospatial jika kita mengajar mereka dengan betul bagaimana untuk berinteraksi dengan alam sekitar di sekeliling mereka untuk menyelamatkan diri mereka dengan selamat dan juga untuk memenuhi misi pemetaan yang kami berikan kepada mereka, "Katanya kepada TUN.

"Aplikasi geomatik penyelesaian ini, yang saya berminat, termasuk pemeriksaan infrastruktur, pemetaan kecemasan atas permintaan, pemodelan bandar, pengurusan hidupan liar, dan pertanian ketepatan."

Untuk berusaha ke arah sistem yang lebih baik, beliau merancang untuk "melaksanakan teknik navigasi tepat tepat", mewujudkan "perancangan pandangan aktif berasaskan tugas untuk pengambilalihan imej autonomi," dan membangunkan "perhitungan penglihatan stereo semantik untuk automatik dan tepat Pemetaan infrastruktur 3D. "

Ini bermakna teknologi 3D yang baru itu dapat "melihat" infrastruktur bandar, seperti bangunan, menara telekomunikasi, talian kuasa, dan jalan untuk mengukur lokasinya.

"Menggunakan pelbagai kamera, UAV boleh melihat persekitaran sekitar di 360 dan melaksanakan pembinaan semula 3D secara real time," katanya.

"Ia menggunakan maklumat ini untuk menentukan kedua-dua kedudukan semasa dan langkah seterusnya, yang seharusnya mengambil perhatian bukan sahaja mencapai destinasi yang dikehendaki dengan selamat tetapi juga melaksanakan tugas yang telah diberikan."

Walaupun dia belum lagi menguji teknologinya di lapangan, dia telah bekerjasama dengan Makmal Pemodelan Ruang Angkasa Berkelanjutan di York University, di bawah pengawasan Gunho Sohn, seorang profesor kejuruteraan geomatik di York University.

[Divider]

Allison Okamura

Profesor Kejuruteraan Mekanikal, Universiti Stanford

Di samping penyelidik lain di Stanford University dan UC Santa Barbara, Allison Okamura membangunkan robot "lembut" yang boleh melanjutkan hujungnya dan tukar arah tanpa menggerakkan badan.

Kerana ia dapat bergerak dengan baik di dalam ruang yang ketat atau terkurung, robot itu boleh digunakan untuk membersihkan penyumbatan dalam arteri atau terowongan melalui serpihan dalam operasi mencari dan menyelamat.

Inspirasi datang dari organisma semulajadi yang meliputi jarak dengan berkembang dari tip mereka, seperti memanjat anggur, kulat dan sel-sel saraf.

"Pada dasarnya, kita cuba memahami asas-asas pendekatan baru ini untuk mendapatkan mobiliti atau pergerakan mekanisme," kata Okamura dalam satu kenyataan.

"Ia sangat berbeza dengan cara haiwan atau orang mendapatkan di seluruh dunia."

Robot ini dilengkapi dengan ruang kawalan pneumatik kecil dan kamera pada hujung, yang diadakan oleh kabel yang berjalan melalui badannya dan memberikan maklum balas visual terhadap alam sekitar. Robot lembut berkembang kerana tekanan pneumatik dari dalamnya, seperti belon mengembang, yang membolehkannya mengangkut benda-benda di dalamnya.

Apa yang berbeza dalam hal robot lembut, berbeza dengan belon, adalah tekanan hanya mengarah ke ujung yang terbentang. Kerana badan robot itu sendiri tidak berkembang, tetapi mengambil bentuk jalan tip, ia tidak membawa kepada geseran geser antara badan dan dinding alam sekitar.

Ciri ini adalah kunci kepada keupayaan robot untuk menggerakkan ruang yang ketat.

 

Pasukan penyelidikan menilai potensi penggunaan robot lembut dalam pembedahan endovaskular.

Tidak seperti teknik konvensional, yang boleh menimbulkan masalah apabila kateter dimasukkan ke dalam sistem arteri perlu menavigasi saluran darah sempit, robot lembut tidak menghadapi batasan yang sama. Hujung robot dapat menavigasi jalur yang rumit dari sistem vaskular dan membawa kateter sepanjang bahkan melalui saluran darah sempit tanpa pecah dinding saluran darah.

Di samping itu, robot lembut akan berguna dalam operasi mencari dan menyelamat, di mana ia boleh digunakan untuk menenun jalan melalui serpihan, tanpa menggembirakannya, dan menghantar air kepada orang-orang yang terperangkap di bawahnya.

Robot lembut juga akan berguna dalam pembinaan, di mana ia boleh digunakan untuk membimbing kabel, wayar, dan hos melalui ruang sempit atau sukar dicapai.

[Divider]

Kathleen O'Donnell

Pereka Pereka Staf, Institut Wyss di Universiti Harvard

Sebagai kakitangan kakitangan Institut Wyss, Kathleen O'Donnell memimpin usaha untuk menterjemahkan teknologi "exosuit" robot ke klinik, itu membolehkan mangsa strok berjalan normal.

Teknologi itu, yang dikembangkan oleh pasukan penyelidik di John A. Paulson School of Engineering and Applied Science (SEAS) Universiti Harvard, bersama dengan Wyss Institute for Biologically Inspired Engineering di Harvard dan Boston University College of Health & Rehabilitation Sciences: Sargent College, adalah pakaian robot yang melekat pada anggota badan "hemiparesis", atau anggota badan yang mengalami kehilangan mobiliti.

Exosuit dilampirkan pada anggota badan yang dipukul dengan hemiparesis dalam bentuk pakaian ketat kulit, dan menggunakan kuasa mekanikal untuk membekalkan daya tambahan yang diperlukan untuk anggota badan untuk bergerak secara normal.

Exosuit ini dikuasakan oleh bateri yang dipakai pada tali pinggang pinggang, dan kuasa itu ditransmisikan ke anggota yang terkena melalui beberapa kabel, sama seperti cara otot-otot di telapak tangan dan lengan kami bergerak jari kita menggunakan tendon.

O'Donnell mengambil minat dalam prototaip itu, dan bekerja dengannya ReWalk Robotics, sebuah syarikat yang mengeluarkan dan mengedarkan peranti mekanikal yang direka untuk membantu mereka yang mengalami kemalangan ambulatori yang berkurang, telah memasuki satu perkongsian dengan matlamat pengeluaran dan pengilangan secara besar-besaran dengan menggunakan prototaip.

O'Donnell sendiri sebelum ini bekerja sebagai jurutera sokongan bidang untuk Integra Neurosciences, dan mengamati beberapa tantangan dunia sebenar yang ditemui di bilik operasi dan ICU.

"Apa yang membuatkan pembangunan eksosuit lembut begitu unik adalah sifat pelbagai disiplin yang melampau. Sebagai tambahan kepada kepakaran teknikal kami yang bervariasi sebagai satu pasukan, penyelidikan kami dengan para peserta kajian secara sukarela menjadi pusat pemahaman kami tentang bagaimana kami perlu merancang dan membina exosuit ini, "katanya. dalam satu kenyataan.

Kesimpulan

Teknologi hari ini mampu mencapai kejayaan yang luar biasa, dan robot sedang berjalan untuk melaksanakan tugas dalam hampir setiap bidang sains.

Setiap wanita telah menyumbang kerja yang penting untuk mengonsepkan, merekabentuk dan mempromosikan penciptaan mesin baru yang mengagumkan.