مهندسان طراح ربات دارای شغل شگفت انگیزی هستند. این پژوهشگران در آزمایشگاه، ربات یا ماشین‌آلاتی را می‌سازند و جهت کنترل آنها از نرم افزارهای کامپیوتری کمک می‌گیرند. یکی از این طراحان ربات هاوی چاست از دانشگاه کارنگی ملون در پیتسبرگ است که به طراحی، ساخت و برنامه نویسی رباتها مشغول است.
 

مارهای رباتیک شگفت انگیز

چاست از کودکی به ساخت ربات علاقه داشته و به همین دلیل در رشته علوم کامپیوتر به تحصیلات خود ادامه داد. اما زمانی که به مؤسسه آموزشی فناوری کالیفرنیا در پاسادنا راه یافت متوجه شد که همکاران او در آزمایشگاه بر روی رباتهایی شگفت‌انگیزتر از صرفاً ماشین‌های کنترل از راه دور کار می‌کنند. برخی از رباتها تنها می‌توانند به جلو، عقب، چپ و راست حرکت کنند. اما مارها می‌توانند در بسیاری جهات پیچ و تاب خورده و در انواع مختلف زمین حرکت کنند. چاست به این نتیجه رسید که «مارها بسیار جالب‌تر از ماشین‌ها هستند».

چاست پس از شروع به کار در کارنگی ملون با همکاران خود شروع به ساخت رباتهای ماری شکل مخصوص به خود کرد. یک مار رباتیک معمولی از گروهی محفظه‌های فلزی متصل به هم تشکیل شده که درون هریک قطعات الکترونیکی و یک موتور کارگذاشته شده است. تیم چاست رباتهایی را طراحی کردند که بتوانند همانند مارهای واقعی حرکات مشابهی مانند خزیدن و حرکت آهسته رو به جلو را انجام دهند. مارهای رباتیک چاست می‌توانستند از میان علفزارها خزیده، در یک برکه شنا کرده و حتی از یک میله پرچم بالا روند.

این رباتها از ویژگی دیگری برخوردار بودند و آن توانایی مانور و حرکت در فضاهای تنگ بود.

به گفته‌ی چاست مارها می‌توانند به مکانهایی ورود کنند که ما قادر به رفتن به آنجا نیستیم. این شاهکار می‌تواند به نجات یک زندگی کمک کند. به عنوان مثال مارهای رباتیک ممکن است بتوانند به یافتن افراد گرفتار در ساختمانهای فرو ریخته پس از وقوع زمین لرزه کمک کنند. جستجوی چنین ساختمانهایی برای گروه امداد و نجات کار سخت و خطرناکی است. او رباتهای خود را در ساختمانهای فرو ریخته آزمایشی و در محل آموزش امداد و نجات در تگزاس تحت عنوان شهر فاجعه آزمایش نمود.

اما چاست کنجکاو بود که بداند آیا مارهای او می‌توانند در زمینه پزشکی نیز مثمر ثمر واقع شوند؟ پزشکان در برخی جراحی‌های قلب مجبور به باز کردن سینه بیمار هستند. دوره بهبودی از این جراحی‌ها می‌تواند بسیار با درد همراه باشد. حال اگر پزشک بتواند عمل جراحی را با ایجاد حفره‌ای کوچک و فرستادن یک مار رباتیک باریک درون بدن انجام دهد، چه می‌شود؟

تیم چاست با مارکو زناتی جراح قلب از دانشکده پزشکی هاروارد جهت تحقق این رؤیا یک تیم تشکیل دادند. زناتی با این ربات بر روی یک مدل پلاستیکی از قفسه سینه تمرین کرده و سپس این ربات را بر روی خوک آزمایش نمود. او به خوک داروی بیهوشی تزریق کرده و سپس حفره کوچکی در زیر قفسه سینه آن ایجاد نمود و «سر» یک مار رباتیک 30 سانتیمتری را وارد بدن این حیوان نمود. سپس ابزار جراحی را از میان بدن ربات وارد نموده و بوسیله آن عمل قلب را بر روی حیوان انجام داد.

شرکتی تحت عنوان مِدرباتیکس در بوستون در حال انطباق این فناوری برای انجام عمل جراحی بر روی انسان است.
 مارهای رباتیک حتی می‌توانند جهت جستجوی آثار باستانی مورد استفاده قرار گیرند. یک ربات مجهز به دوربین می‌تواند درون مکانهای بسیار کوچک و خطرناک را نشان دهد.مائوریزیو پورفیری مهندس مکانیک از مؤسسه پلی‌تکنیک دانشگاه نیویورک نیز رباتهایی شبیه به حیوانات می‌سازد. اما او هدف متفاوتی را دنبال کرده و قصد دارد به حیوانات واقعی کمک نماید.

تیم پورفیری رباتهایی را می‌سازند که شبیه به ماهی هستند. این پژوهشگران قصد دارند رباتهایی بسازند که ماهی‌های واقعی را متقاعد کرده آنها را به عنوان عضوی از گروه خود بپذیرند. به این ترتیب، ربات می‌تواند ماهی‌ها را از نواحی خطرناک مانند نواحی دارای نشت نفت دور سازد.
تیم پورفیری جهت پی بردن به این موضوع که آیا ماهی‌ها یک سرگروه و راهنمای رباتیک را می‌پذیرند یا خیر مجبور بودند رباتی به شکل ماهی بسازند. دم انعطاف پذیر این ربات می‌تواند به جلو و عقب حرکت کرده و آن را به جلو هدایت کند. برای آنکه حیوانات واقعی با این وسیله ارتباط برقرار کنند، این ماهی نیاز داشت که مانند آنها به نظر رسیده و مانند آنها شنا کند.
پژوهشگران ربات خود را در یک کانال آب در آزمایشگاه خود قرار داده و حرکت دم آن را با سرعتهای متفاوت آزمایش کردنداین پژوهشگران ربات خود را در یک کانال آب در آزمایشگاه خود قرار داده و حرکت دم آن را با سرعتهای متفاوت آزمایش کردند. آنگاه ماهی‌های واقعی تحت عنوان براق ماهی‌های طلایی را وارد کانال کرده و مدت زمان نزدیک ماندن این ماهی‌ها به ربات را اندازه گیری کردند.

زمانی که دم ربات حرکت نمی‌کرد، ماهی‌ها توجه چندانی به آن نشان نمی‌دادند. اما هنگامی که دم ماهی با یک سرعت مشخص حرکت می‌نمود، ماهی‌ها شروع به شنا در پشت سر آن می‌کردند. پورفیری عقیده دارد که ماهی‌ها به این دلیل ربات را دنبال می‌کنند که شنا کردن را برای آنها آسان‌تر می‌سازد.

با این حال همه‌ی ماهی‌ها از ربات پیروی نمی‌کردند. تیم پورفیری همچنین بر روی یک زیرآبزی یا زیردریایی رباتیک کار می‌کنند که بتواند به حیوانات گرفتار کمک نماید.
 

رباتهایی برخوردار از صفات انسانی

ماجا ماتاریک ربات شناس دانشگاه جنوب کالیفرنیا در لوس‌آنجلس سرپرست تیمی است که رباتهایی تحت عنوان رباتهای اجتماعی خدماتی یا رباتهای اجتماعی با قابلیت کمک به انسان را طراحی می‌کنند. این رباتها می‌توانند صحبت کنند، به اطراف حرکت نموده و از حرکات بدنی جهت اشاره به مطلبی استفاده نمایند.

ماتاریک خواستار آن است که رباتهای تیم او به افراد بیمار‌ یا افراد دارای معلولیتهای جسمی کمک کنند. به عنوان مثال فردی که مبتلا به بیماری آلزایمر است در عملکردهای مغزی و حافظه‌ای دچار مشکل بوده و نیاز به تمرینات ذهنی دارد. فردی که پس از سکته مغزی سعی در بازیابی حرکات دست است شاید به یک مشوق جهت انجام تمرینات مفید نیاز داشته باشد.

ماتاریک و همکارانش رباتی را طراحی کردند که به بلندی زانو بوده و از بیمار می‌خواهد تمریناتی را انجام دهد و سپس حرکات بیمار را کنترل و تنظیم می‌‌کند. چنانچه فرد با  تلاش و جدیت از دست خود استفاده نماید، این ربات واژه‌های تشویقی و دلگرم کننده به زبان می‌آورد.

سئوال بعدی این پژوهشگران آن بود که آیا ویژگی‌های شخصیتی ربات می‌توانند نحوه پاسخ افراد را تحت تأثیر قرار دهند یا خیر. به عنوان مثال ربات می‌تواند به نزد فرد هدایت شده، با او بلند حرف زده و عبارات دلگرم کننده‌ای مانند «تو می‌توانی این کار را انجام دهی» و یا «می‌دانم این کار سخت است اما یادت باشد که این کار به نفع خودت است» را بر زبان آورد. در این تحقیق مشخص شد که در صورت مشابه بودن شخصیت ربات با شخصیت افرد بیمار، آنها تمرینات خود را با اشتیاق و مدت زمان بیشتری انجام می‌دادند.

ماتاریک، چاست و پورفیری تنها چند نمونه از مهندسانی هستند که بر روی ربات کار می‌کنند. به گفته ماتاریک «هیچ محدودیتی در آنچه می‌توانیم در این حوزه انجام دهیم وجود ندارد».


منبع: sciencenewsforstudents