27 سپتامبر 2023-توسط استفان میلن، دانشگاه واشنگتن
محققان دانشگاه واشنگتن MilliMobile، یک ربات کوچک و خودران را ایجاد کرده اند که تنها از نور اطراف یا امواج رادیویی نیرو می گیرد. این تقریباً به اندازه یک سکه کوچک است و می تواند به طور نامحدود با انرژی برداشت شده کار کند. اعتبار: مارک استون/دانشگاه واشنگتن
ربات‌های کوچک متحرک که حسگرها را حمل می‌کنند می‌توانند کارهایی مانند نشت گاز یا ردیابی موجودی انبار را انجام دهند. اما روبات‌های متحرک به انرژی زیادی نیاز دارند و باتری‌ها، منبع انرژی معمولی، طول عمر را محدود می‌کنند و نگرانی‌های زیست‌محیطی را افزایش می‌دهند. محققان جایگزین‌های مختلفی را مورد بررسی قرار داده‌اند: چسباندن حسگرها به حشرات، نگه داشتن تشک‌های شارژ در نزدیکی آن، یا تامین انرژی روبات‌ها با لیزر. هرکدام معایبی دارند: حشرات پرسه می‌زنند، شارژرها برد را محدود می‌کنند و لیزر می‌تواند چشم افراد را بسوزاند.
محققان دانشگاه واشنگتن اکنون MilliMobile را ساخته اند، یک ربات کوچک و خودران که تنها از نور اطراف یا امواج رادیویی نیرو می گیرد MilliMobile که مجهز به یک دستگاه برداشت انرژی شبه پنل خورشیدی و چهار چرخ است، تقریباً به اندازه یک پنی است، وزن آن به اندازه یک کشمش است و می تواند در عرض یک ساعت به طول یک اتوبوس (30 فوت یا 10 متر) حرکت کند. یک روز ابری این ربات می تواند بر روی سطوحی مانند بتن یا خاک فشرده حرکت کند و سه برابر وزن خود تجهیزاتی مانند دوربین یا حسگرها را حمل کند. از یک حسگر نور برای حرکت خودکار به سمت منابع نور استفاده می کند تا بتواند به طور نامحدود با قدرت برداشت شده کار کند.
این تیم تحقیقات خود را در 2 اکتبر در کنفرانس ACM MobiCom 2023 در مادرید، اسپانیا ارائه خواهد کرد.
کایل جانسون، یکی از نویسندگان این مقاله، دانشجوی دکترای UW در دانشکده علوم و مهندسی کامپیوتر Paul، گفت: ما از “محاسبات متناوب” الهام گرفتیم، که برنامه های پیچیده را به مراحل کوچک تقسیم می کند، بنابراین دستگاهی با قدرت بسیار محدود می تواند به تدریج کار کند، زیرا انرژی در دسترس است.
با MilliMobile، ما این مفهوم را در حرکت به کار بردیم. ما اندازه و وزن ربات را کاهش دادیم، بنابراین فقط مقدار کمی انرژی برای حرکت نیاز دارد. و مانند حیوانی که قدم بر می دارد، ربات ما با افزایش های گسسته و با استفاده از پالس های کوچک انرژی برای چرخاندن چرخ هایش حرکت می کند..”
این تیم MilliMobile را هم در داخل و هم در فضای باز، در محیط‌هایی مانند پارک‌ها، مزرعه هیدروپونیک سرپوشیده و دفتر آزمایش کردند. حتی در شرایط بسیار کم نور – به عنوان مثال، تنها با چراغ های زیر پیشخوان آشپزخانه تغذیه می شود – ربات ها هنوز هم می توانند یک اینچ را طی کنند، هرچند بسیار کندتر. حرکت مداوم، حتی با آن سرعت، توانایی‌های جدیدی را برای انبوهی از روبات‌های مستقر در مناطقی که سنسورهای دیگر در تولید داده‌های ظریف مشکل دارند، باز می‌کند.
این ربات ها همچنین می توانند خود را هدایت کنند و با حسگرهای داخلی و تراشه های محاسباتی کوچک حرکت کنند. برای نشان دادن این موضوع، تیم ربات‌ها را برنامه‌ریزی کرد تا از حسگرهای نوری خود برای حرکت به سمت منبع نور استفاده کنند.
Zachary Englhardt، یکی از نویسندگان این مقاله، دانشجوی دکترای UW در مدرسه آلن، می‌گوید: «حسگرهای «اینترنت اشیا» معمولاً در مکان‌های خاصی ثابت می‌شوند. کار ما برای ایجاد حسگرهای رباتیکی که می‌توانند داده‌ها را در چندین نقطه در یک فضا نمونه‌برداری کنند تا نمای دقیق‌تری از محیط آن ایجاد کنند، چه مزرعه‌ای هوشمند که در آن روبات‌ها رطوبت خاک را ردیابی می‌کنند، چه کارخانه‌ای باشد از این حوزه‌ها عبور می‌کند. اگر شما در جستجوی نویز الکترومغناطیسی برای یافتن نقص‌های تجهیزات هستید.”
محققان MilliMobile را با سنسورهای نور، دما و رطوبت و همچنین با بلوتوث تجهیز کرده‌اند که به آن اجازه می‌دهد تا داده‌های بیش از 650 فوت (200 متر) را منتقل کند. در آینده، آنها قصد دارند حسگرهای دیگری را اضافه کنند و اشتراک‌گذاری داده‌ها را در میان انبوهی از این روبات‌ها بهبود بخشند.
ویسنته آرویوس، دانشجوی دکترای UW در مدرسه آلن، یکی از نویسندگان اصلی بود. دنیس یین، که این کار را در مقطع کارشناسی UW در مهندسی برق و کامپیوتر به پایان رساند، و شوتاک پاتل، استاد UW در مدرسه آلن و در مهندسی برق و کامپیوتر، از نویسندگان مشترک و ویکرام ایر، استادیار UW در آلن هستند.
