Canlı-taklitçi robotlar yazı dizimizin ikinci ayağında düz duvarlara ve zor yerlere tırmanıp kurtarma, tamir veya casusluk işleri için gözetleme yapan robotları inceleyeceğiz.
Canlı-taklitçi veya biyomimetik robotların gün geçtikçe daha çok alanda karşımıza çıkıyor olması tesadüf değil. Bu yazı dizisinin ilk makalesi olan balık-taklitçi robot makalesinde bahsedildiği gibi çözümü doğada gizli olan problemleri çözmek için doğayı anlamaya çalışmak ve onu taklit eden teknolojiler ortaya koyabilmek en verimli yöntemlerden biri. Ancak doğayı taklit etmede insanoğlunun yaşadığı en temel sorun, aldıkları farklı eğitim tarzlarından dolayı biyologlar ve mühendislerin sahip oldukları farklı bakış açıları. Biyologların canlıları anlama yöntemleri ve mühendislerin bir ürünü/tasarımı oluşturmadaki uzmanlıkları arasında oluşan yaklaşım eksikliğini doldurma görevi ise vizyoner mühendis ve bilim insanlarına düşüyor.
Bu yazımızda, insanların tırmanma konusundaki yetersizliklerini giderebilecek çözümlere odaklanacağız. Düz yüzeylere tırmanmanın zorluğunu kertenkelelerden esinlenerek çözmeye çalışan robotları inceleyeceğimiz bu makalede biyomimetik alanının öncülerinden Türk bilimadamı Metin Sitti’nin de bir çalışmasına yer vereceğiz.
[youtube http://www.youtube.com/watch?v=m2TJ3tU8mbo&w=360&h=270]
Robotların, insanların yapamadığı veya yapmakta zorlandığı şeyleri yapmaları, öncelikli beklentimiz. Yukarıdaki videoda yükseklik korkusu tanımayan ve Fransız örümcek adamı olarak adlandırılan Alain Robert gibi istisna akrobat, dublör, sporcu veya sokak sanatçılarını saymazsak, düz duvarlara tırmanmak ve orada asılı kalmak insanların kolaylıkla yapamadığı işler kategorisine giriyor. İskeleler kurarak tırmanmak veya yukarıdan iple sarkarak istenilen yüksekliğe ulaşmak ise pahalı ve tehlikeli. Bu sebeple robotlar tırmanma işi için biçilmiş kaftan. Bu robotlar yüksek binalara kolayca tırmanabilir, camlarda asılı kalabilir ve bu sayede çevrede veya binaların içerisinde olanları rahatlıkla dikizleyebilir. Ayrıca yardım ve kurtarma operasyonlarına yardımcı olabilirler. Uçak, uzay aracı ve köprüler gibi ulaşılması ve sabit kalınması zor olan bazı yüzeylerin kontolü ve tamiri için de kullanılabilirler.
Şekil 1: Cama yapışmış asılı duran bir Gecko
Bu amaçlara hizmet etmek için Stanford Üniversitesi’nde geliştirilen türünün ilk örneklerinden olan Stickybot adlı robot, gecko adı verilen bir çeşit kertenkeleden esinlenmiş (Şekil 1). Bir geckonun ayaklarında 200 nanometre genişliğinde uçları olan milyarlarca ipliksi doku bulunuyor (Şekil 2). Kertenkelelerin bir yüzeye yapışabilmelerinin altında yatan prensip moleküllerarası zayıf çekim kuvveti olan Van der Waals kuvvetine dayalı olan ve hayvanın ipliksi lifleri ile yüzey arasında oluşan etkileşim. Ancak burada önemli olan bir nokta daha var. Yapışkanlık tek bir yöne doğru. Bu lifler sadece kertenkele ayak parmaklarını aşağıya doğru çektiği zaman yapışkanlık sağlıyor, yukarı doğru kaldırdığında serbest kalıyor ve hayvanın tekrar hareket edebilmesini sağlıyor.
Şekil 2: Gecko kertenkelesinin ayaklarının yakın çekim görüntüsü. Her bir lif nanometre mertebesinde.
Kertenkelenin bu stratejisini robot üzerinde gerçekleyebilmek için 30 mikrometre genişliğinde uçları olan polimer kesitler üretildi [1]. Bu uçlar belli bir açı ile eğim verilerek kesildi ve bu sayede yönelimsel yapışkanlık sağlandı. Bir kertenkelenin ayak ve vücuduna sahip olan robot, cam ve düz yüzeylerde saniyede 4 santimetre ilerleyecek şekilde tasarlandı. Aşağıda videosunu izleyebileceğiniz Stickybot artık emekliye ayrılmış olup, araştırmalara StickybotIII ile devam ediliyor.
[youtube http://www.youtube.com/watch?v=odAifbpDbhs&w=360&h=270]
Şekil 3: Waalbot'un oldukça basit olan tasarımı robotun küçülmesini ve kontrolünün kolaylaşmasını sağlıyor.
Carnegie Mellon Üniversitesi Robotik Enstitüsü’nde çalışan Doç. Dr. Metin Sitti ise bu tarz robotların daha pürüzlü yüzeylerde de çalışabilmesi için robotların ayaklarına yapışkan altlı...
