کنفرانس RoboUniverse یک کنفرانس برجسته در زمینه‌ی رباتیک حرفه‌ای است که به ترویج کاربردهای عملی رباتیک و سامانه‌های هوشمند می‌پردازد. در این قسمت از سری پادکست‌های Robost، گفت‌وگوی Abate De Mey با Dan Harburg از شرکت Soft Robotics و Matthew Borzage از شرکت BioTac را می‌شنوید. این مصاحبه در بخش کشاورزی کنفرانس RoboUniverse که در سال ۲۰۱۶ در شهر سن‌دیگو برگزار شده بود انجام شده است.این افراد درباره‌ی روش‌های متمایزشان در توسعه‌ی فناوری پنجه‌های رباتیکی (gripping) کشاورزی سخن می‌گویند. Borzage بر اهمیت سنجش به وسیله‌ی حسگرهای لمسی (tactile sensing) تأکید می‌کند در حالی که از نظر Harburg پنجه‌های رباتیکی (gripper) نرم و ارزان قیمت که حسگرهای on board ندارند مورد اهمیت است.
Dan Harburg مدیر توسعه‌ی کسب و کار در شرکت Soft Robotics است. Soft Robotics یک شرکت نوپا است که بر مبنای سرمایه گذاری خطر پذیر بنا نهاده شده و روی یک ابزار end-of-arm نرم کار می‌کند که در صنایع غذایی استفاده می‌شود. ابزارهای end-of-arm وسایلی هستند که به انتهای بازوهای رباتیکی متصل می‌شوند تا برهم کنش با بخش‌هایی از محیط زیست را برای ربات‌ها ممکن سازند و بتوانند به عنوان دستیار در تکمیل یک فرآیند خاص مورد استفاده قرار گیرند. Harburg قبلا در North Bridge Venture Partners به عنوان یک کارآفرین سرمایه‌گذاری خطرپذیر با دانشمندانی از دانشگاه‌های MIT، Illinois و هاروارد همکاری می‌کرد. این همکاری برای تجاری ساختن فناوریهای مشترک در زمینه‌ی مواد، پزشکی و تولید پیشرفته بود.
Matthew Borzage یکی از بنیان گذاران و رئیس توسعه‌ی کسب و کار شرکت SynTouch است وسوابقی در مهندسی پزشکی و زیست پزشکی و فروش دارد. موضوع مورد علاقه‌ی Borzage استفاده ازسنجش به کمک حسگرهای لمسی در رباتیک و پروتز است.
پیوندها:
Bakery Automation with a Soft Touch
بخش‌هایی از گفت و گوی Abate De Mey با Dan Harburg و Matthew Borzage درباره‌ی‌پیشرفت‌های فناوری پنجه‌های رباتیکی در کشاورزی
بخش اول: گفت و گو با Dan Harburg
شما در شرکت Soft Robotics چه چیزی تولید می‌کنید؟
Soft Robotics یک شرکت تولید کننده‌ی ابزارهای end-of-arm است. ما در این شرکت پنجه‌های قابل تطبیقی تولید می‌کنیم که می توانند به انتهای ربات‌های صنعتی وصل شده و محصولاتی که تنوع ظاهری، وزنی و یا اندازه‌ای متفاوتی دارند را جدا کنند. پس از ساخت این ابزارها سامانه‌های کنترل پنوماتیک به آن‌ها اضافه می شوند تا مجموعه‌ای که استفاده از آن بسیار آسان است برای شرکت‌هایی که قصد دارند از فناوریهای خودکار پنجه‌های رباتیکی استفاده کنند آماده شود. (فناوری پنوماتیک (pneumatic) به مطالعه و بکارگیری گازهای فشرده برای ایجاد نیروی مکانیکی می‌پردازد. از فناوری گازهای فشرده به‌طور گسترده‌ای در صنعت استفاده می‌شود.)
لطفا درباره‌ی عملکرد این پنجه‌های رباتیکی توضیح دهید.
در طراحی این پنجه‌ها از هشت پا الهام گرفته شده است. با نگاهی به این ابزارها شما می‌توانید ساختار زیست تقلیدی آن را به خوبی مشاهده کنید. پیکربندی‌های متنوعی از این پنجه‌ها تولید شده است. پنجه‌های رباتیکی دو، سه، چهار،پنج و شش انگشتی در شرکت ما ساخته می‌شوند. بزرگ‌ترین پنجه‌ی رباتیکی که تا کنون توسط شرکت ما ساخته شده است دوازده انگشت دارد که از آن برای نگه داشتن و جابه جا کردن کیسه‌های بزرگ مواد شوینده‌ی لباس و کارهایی از این قبیل استفاده می‌شود.
آیا پنجه‌های تولیدی شما حسگر دارند؟
خیر این پنجه‌ها حسگری ندارند. این ابزار به فشار هوا پاسخ می‌دهد تا آن‌چه در مقابلش قرار دارد را بردارد. ما متوجه شدیم سامانه‌هایی که در داخلشان فناوری حسگری ندارند و بر مبنای مواد و قانون‌های اولیه‌ای که با محیط سازگارند بنا شده‌اند، به طور قابل توجهی ارزان‌تر و سریع‌ترند و پیچیدگیهای کمتری دارند. پنجه‌هایی که مجهز به حسگر هستند با توجه به سیم‌کشی‌های پیچیده‌شان سرعت کمتری دارند.
چگونه یک پنجه متوجه می شود که باید جسمی را بردارد و موقعیت مکانی جسم را بر چه مبنایی تشخیص می‌دهد؟
این ابزار موقعیت مکانی جسم را با استفاده از ورودی‌هایی که به وسیله‌ی حسگرهای بصری به دست می‌آورد تشخیص می‌دهد. این سیستم به وسیله‌ی یک سیستم بینایی نوار نقاله یا تصویر برداری دو یا سه بعدی مکان اجسام را شناسایی می‌کند و با مشخص کردن مختصات X، Y و Z آن به ربات پیام می‌دهد تا به موقعیت رفته و جسم را بردارد.
کاربردهای این ربات در کشاورزی چیست؟
با نگاهی به وسایل متدوال کشاورزی می توان به وضوح مشکلات زیادی که کشاورزان در مزرعه‌ها با آن‌ها درگیرهستند را متوجه شد. نصب و راه اندازی بسیاری از این دستگاه‌ها مشکل و وقت گیر است و باعث وارد آوردن صدماتی به محصولات و گیاهان می‌شود. به علاوه این دستگاه‌ها بعد از مدتی کارایی خود را از دست می‌دهند. ما به دنبال ساخت وسایلی هستیم که بسیار قابل اعتماد باشند و بتوانند بدون هیچ نقصی میلیون‌ها بار کار کنند. محصولات ما حاصل در نظر گرفتن پارامترهای قیمت و قابلیت اطمینان است.
بنابراین با توجه به این که پنجه‌های تولیدی شما حسگر ندارند، در هنگام نیاز می‌توان قطعات آن را به راحتی تعویض کرد و مطمئن بود که این ابزارها می‌توانند بدون هیچ مشکلی میلیون‌ها بار یک چرخه را تکرار کنند.
بله. ما باید ابزارها را طوری بسازیم که به ما این اطمینان را بدهد که می توان میلیون‌ها بار از آن‌ها استفاده کرد. برای مثال ممکن است کسی بخواهد از این پنجه‌ها برای چیدن محصولات استفاده کند. فرض کنید در هر دقیقه صد بار عمل چیدن محصولات انجام شود. با در نظر گرفتن این که هفت روز کاری و هر روز ۱۸ ساعت چیدن محصول باید ادامه یابد، می‌توان متوجه شد که برای تکرار چند میلیونی این چرخه به وسایلی که سریع کار کنند و به آسانی قابل تعویض باشند نیاز است.
بخش دوم: گفت و گو با Matthew Borzage
لطفا تولیدات شرکت SynTouch را معرفی کنید.
نام شرکت، SynTouch، تا حدودی گویای فعالیت‌های ما است. ما حسگرهای لمسی اختراع و ثبت کرده‌ایم که قادرند همه‌ی چیزهایی که سرانگشتان یک انسان دریافت می‌کنند را تشخیص دهند. ما به الگوریتم‌های لازم برای پردازش و استفاده از این اطلاعات دست یافته‌ایم.
حسگرهای تولیدی شما چه نام دارند و چگونه کار می‌کنند؟
این حسگرها bioTac و BioTac SP نامیده می‌شوند. سرانگشتان این ربات‌ها سبز رنگ است و اگر رباتی با سرانگشتان سبز رنگ دیدید، احتمالا در شرکت ما تولید شده است. حسگر دیگری که توسط شرکت ما تولید می‌شود و در دسته‌‌ی متفاوتی از حسگرها قرار دارد، NumaTac نام دارد. همه‌ی این فناوری‌ها بر اساس درک ما از حس لامسه‌ی انسان تولید شده است.
آیا می‌توانید طرز کار این انگشتان، یا درواقع حسگرها را توضیح دهید؟
محصولات ما شامل دو نوع متفاوت فناوری حسگری است. حسگرهای BioTac سه ویژگی اصلی سر انگشتان انسان را تقلید می‌کنند. انسان می‌تواند تغییر شکل سرانگشتانش را احساس کند. به علاوه می تواند لرزش‌هایی که هنگام کشیدن دستش روی یک جسم اتفاق می افتد یا کلا یک جسم مرتعش را حس کند. به علاوه انسان قادر است انتقال گرما بین سرانگشتانش و اجسامی که لمس می کند را متوجه شود. حسگرهای ما طوری طراحی شده‌اند که بتوانند این سه ویژگی را تقلید نمایند. BioTac از یک هسته‌ی اپوکسی سخت تشکیل شده است که روی آن آرایه‌ای از الکترودها قرار دارد. روی این هسته به وسیله‌ی یک پوسته سبز سیلیکونی پوشانده شده است. یک سیال رسانا بین هسته و این پوسته وجود دارد. وقتی پوسته در اثر تماس با اجسام تغییر شکل دهد، این سیال رسانا هم تغییر شکل داده و به صورت یک کرنش سنج عمل کرده و باعث می‌شود که آرایه‌ی الکترودی تغییر شکل سرانگشت را به شما اطلاع دهد.
انگشتان تولیدی شرکت ما مجهز به سر انگشتانی هستند که می‌توانند ارتعاشات ایجاد شده در مواد در اثر کشیده شدن انگشت روی آن‌ها را تقویت کنند. این ارتعاشات از طریق پوسته و سپس لایه‌ی سیال منتقل شده و توسط یک حسگر فشار دریافت می‌شوند. این حسگر قادر به تشخیص ارتعاشات هیدروفونی است.
به علاوه، همانند انگشت‌های انسان، انگشت‌های ساخته شده در شرکت ما اندگی گرم‌تر از محیط اطرافشان هستند. شما هنگام لمس یک جسم با دستان خود، مقداری گرما با آن جسم مبادله می کنید. به طور مشابه، یک انگشت BioTac با لمس یک جسم مقداری گرما با آن مبادله می‌کند. نرخی که تحت آن این گرما در سر انگشت جذب می‌شود می تواند گرم یا سرد بودن آن جسم را مشخص کند.
NumaTac یک حسگر بسیار ساده است که برای انجام کارهای خطرناک که در آن حسگرممکن است آسیب ببیند استفاده می‌شود. این حسگر بسیار سازگار است و می‌تواند اطلاعات ایجاد شده در اثر لمس اجسام را توسط یک حسگر فشار دریافت کند.
این حسگرها چگونه به کشاورزان کمک می‌کنند؟
از این حسگرها می‌توان برای چیدن محصولاتی که در فرآیند برداشت به راحتی آسیب می‌بینند استفاده کرد. برای به دست آوردن یک لمس آرام هنگام برداشت محصول به طوری که به آن آسیبی واردنشود، باید این حسگرها را روی یک پنجه‌ی رباتیکی نصب کرد.
منبع:robohub
