"اسلات بات" رویکردی آرام به دیده‌بانی محیط زیست دارد

معاون پژوهشی فارغ التحصیل، گنارو نوتومیستا، مؤلفه های اسلات بات را بر روی یک کابل در یکی از آزمایشگاه های Georgia Tech نشان می دهد. این روبات طراحی شده است که، برای برنامه هایی کاربردی نظیر نظارت بر محیط زیست، آهسته و در مصرف انرژی کارآمد باشد. اعتبار: آلیسون کارتر، جورجیا تِک
 
برای دیده بانی محیط زیست، کشاورزی دقیق، تعمیر و نگهداری زیرساخت ها و برنامه های امنیتی خاص، آهسته و در مصرف انرژی کارآمد بودن می تواند بهتر از سریع و همواره نیاز به شارژ داشتن باشد. این جا جایی است که "اسلات بات" وارد می شود.
 
در حالی که از یک جفت پانل فتوولتائیک توان می گیرد و طراحی شده است که برای ماهها به طور مداوم در سایبان جنگلی درنگ کند، اسلات بات تنها زمانی که باید تغییرات محیطی را اندازه گیری کند حرکت می کند – تغییراتی مثلاً در عوامل آب و هوایی و شیمیایی در محیط که تنها با یک حضور طولانی مدت قابل مشاهده است. این روباتِ اثباتِ مفهومی اَبَر کارآ، که در کنفرانس بین المللی روباتیک و اتوماسیون (ICRA) در مونترال توصیف شد، ممکن است به زودی در میان کابل های نوک درختی باغ گیاه شناسی آتلانتا آویزان شده باشد.
 
مگنوس اگرستت، صاحب کرسی استیو دبلیو چایکِ مدرسه مهندسی برق و کامپیوتر در موسسه فناوری جورجیا و محقق اصلی برای اسلات بات، گفت: "در روباتیک به نظر می رسد که ما همیشه تعجیل داریم برای داشتن روبات های سریع تر، چابک تر و در منتهی الیه تر. اما برنامه های کاربردی زیادی وجود دارد که نیازی به سرعت ندارند. شما فقط باید در دوره هایی طولانی مدت آنجا باشید و آنچه که اتفاق می افتد را مشاهده کنید."
 
براساس آنچه که اگرستت «تئوری کندی» نامید، معاون پژوهشی فارغ التحصیل، گنارو نوتومیستا اسلات بات را همراه با همکارش، یوسف امام، طراحی کرد و در این راه از قطعات چاپ سه بعدی برای مکانیسم های دنده ای و سویچ سیمی مورد نیاز برای خزیدن از طریق شبکه ای از سیم ها در درختان استفاده کرد. نوتومیستا گفت: "بزرگترین چالش برای یک روبات خزنده روی سیم، تغییر موقعیت دادن از یک کابل به دیگری بدون سقوط است."
 
او گفت: "این چالش، نگاه داشتنِ آرام یک سیم است در حالی که به دیگری چنگ زده می شود." "این یک مانور ماهرانه است و شما باید آن را درست انجام دهید تا یک گذار ایمن از سقوط فراهم کرده باشید. اطمینان از این که سوئیچ ها در دوره های طولانی مدت خوب کار می کنند واقعاً بزرگترین چالش است."
 
از لحاظ مکانیکی، اسلات بات متشکل از دو بدنه متصل شده توسط یک لولای فعال شده است. هر بدنه، یک موتور محرک را در خود جای می دهد که متصل به لبه ای است که روی آن تایری نصب شده است. محققان می گویند استفاده از چرخ ها برای نقل و انتقال، ساده تر، از لحاظ مصرف انرژی کارآتر، و امن تر از سایر انواع نقل و انتقال سیمی است.
 

تصویر، اجزای اسلات بات را نشان می دهد که توسط دو پانل فتوولتائیک توان می گیرد. دنده های ساخته شده با چاپ سه بعدی و سوئیچ ها کمک می کنند که روبات از یک کابل به دیگری تغییر موقعیت دهد. اعتبار: آلیسون کارتر، جورجیا تک
 
اسلات بات تا به حال در یک شبکه کابلی روی محوطه جورجیا تِک کار کرده است. پس از آن، یک پوسته‌ی چاپ سه بعدی شده‌ی جدید، که باعث می شود که روبات بیشتر شبیه یک اسلات باشد، از موتورها، دنده ها، فعال کننده ها، دوربین ها، کامپیوتر و سایر اجزاء در برابر باران و باد محافظت خواهد کرد. این، مرحله‌ای برای مطالعات طولانی مدت در سایبان درخت در باغ گیاه شناسی آتلانتا را پیش خواهد آورد، جایی که اگرستت امیدوار است که بازدیدکنندگان، اسلات بات را در حال دیده بانی شرایط محیطی ببینند.
 
نام اسلات بات تصادفی انتخاب نشده است. اسلات های زندگی واقعی، پستانداران کوچکی هستند که در سایه سارهای جنگل های آمریکای جنوبی و مرکزی زندگی می کنند. با گذران زندگیشان با خوردن برگ درختان، این حیوانات می توانند با کالری روزانه ای معال با کالری یک سیب زمینی کوچک زنده بمانند. با سوخت و ساز آهسته شان، اسلات ها 22 ساعت در روز استراحت می کنند و به ندرت از درختانی بالا می روند که می توانند تمام عمر خود را روی آنها سپری کنند.
 
جاناتان پاولی، استادیار گروه زیست شناسی جنگل و حیات وحش دانشگاه ویسکانسین-مدیسون، که با تیم جورجیا در این پروژه کار مشاوره ای کرده است، گفت: "زندگی یک اسلات نسبتاً آهسته در جریان است و هیجان زیادی در سطح روز به روز در آن وجود ندارد." "چیز خوبی که در مورد یک زندگی بسیار آهسته وجود دارد این است که شما واقعا نیازی به مصرف انرژی زیادی ندارید. بزرگترین چالش برای یک روبات خزنده روی سیم، تغییر موقعیت دادن از یک کابل به دیگری بدون سقوط است. شما می توانید یک استمرار و ماندگاری طولانی در یک ناحیه محدود با ورودی های انرژی بسیار کم برای یک دوره زمانی طولانی داشته باشید."
 
این دقیقا همان چیزی است که محققان از اسلات بات انتظار دارند که توسعه آن توسط اداره تحقیقات دریایی ایالات متحده تامین سرمایه شده است.
 
اگرستت گفت: "مطالب زیادی در مورد آنچه که واقعاً در زیر نواحی پوشیده از درختان انبوه اتفاق می افتد وجود دارد که ما نمی دانیم." "اغلب اوقات، اسلات بات فقط آنجا آویزان خواهد بود، و هرازچندی به نقاط آفتابی برای شارژ کردن باتری ها حرکت خواهد کرد."
 
محققان همچنین امیدوارند که اسلات بات را در کشت کاکائو در کاستاریکا، که خانه‌ی اسلات های واقعی است، آزمایش کنند. اگرستت گفت: "کابل های مورد استفاده برای انتقال کاکائو، به بزرگراه های اسلات ها تبدیل شده اند، زیرا این حیوانات آن ها را برای حرکت به اطراف مفید یافته اند." "اگر همه چیز خوب پیش رود، ما از اسلات بات ها در امتداد کابل ها استفاده خواهیم کرد تا اسلات ها را دیده بانی کنند."
 

جاناتان پائولی در حال تماشای یک اسلات دو پنجه ای است که در حال حرکت در امتداد کابلی در یک مزرعه کشت کاکائو در شمال شرقی کاستاریکاست. پائولی با ام زاچاریا پیری همکاری کرده است تا برای یک دهه روی اسلات های درختی به صورت میدانی مطالعه کنند. اعتبار: M. Zachariah Peery
 
منبع: مؤسسه فناوری جورجیا