یک ربات چاپ سه بعدی جدید با نام Poppy در حال کمک به گروهی از محققان فرانسوی جهت مطالعه حرکات پیاده روی دو پا و تعاملات بین انسان و ربات است. این محققان موفق به طراحی، ساخت و مونتاژ یک ربات نسبتا بزرگ با هزینه حدود ۸۰۰۰ یورو (۱۱۰۰۰ دلار) که شامل بخش های الکترونیکی و موتورهای سروو است، شدند. این هزینه تقریبا یک سوم هزینه ساخت ربات های تجاری در همین رده مانند RQ-TITAN می باشد و همچنین از ربات های انسان نمای کوچک تر مانند Aldebaran Robotics NAO ارزان تر است. و بهتر از همه اینکه، این تیم تحقیقاتی قصد دارد طراحی خود را به صورت منبع باز در اختیار همگان قرار دهند.
یکی از شیوه های کاهش هزینه در این ربات، استفاده از مواد سبک وزن بوده که از این رو ربات به موتورهای سرووی کم قدرت تر و در نتیجه ارزان تر احتیاج پیدا کرده است. Poppy با ارتفاع ۸۴ سانتی دارای وزن ۳.۵ کیلوگرم است، در مقایسه ای با ربات QRIO سونی می بینیم که آن ربات با ارتفاع ۲۶ سانتی متر کوتاه تر دارای وزن دوبرابر نسبت به Poppy است. با این وجود اکثر هزینه ها مربوط به ۲۵ موتور سرووی ربات می شود. این ربات از ۲۱ موتور پیشرفته Robotis Dynamixel MX-28s، دو موتور MX-64s و دو موتور AX-12s استفاده می کند. این موتورها توسط یک کامپیوتر Raspberry Pi قدرتمند شده و مجهز به ۱۶ مقاومت سنجش نیرو، دو دوربین HD، یک میکروفون استریو و یک واحد اندازه گیری حرکتی می باشد. صورت Poppy یک صفحه نمایش LCD است که می تواند برای نشان دادن احساسات (یا برای اشکال زدایی) بکار رود.
ساخت یک ربات انسان نمای بهتر
یکی از دلایل اصلی گروه INRIA Flowers (جریان ربات ها و سیستم های اپی ژنتیک)، تصمیم به ساخت ربات توسط خود این گروه است زیرا هیچ کدام از کیت های تجاری موجود حقیقتا الهام گرفته از ویژگی های بیولوژیکی نمی باشند. آن ها با نمونه سازی سریع از ربات مورد نظر خود، Poppy، توانستند برخی از عرف های طراحی معمولی ربات های فعلی را به چالش بکشند.
برای شروع می توان گفت این ربات دارای ستون فقرات مفصل بندی شده با پنج موتور است که در ربات هایی با این اندازه تقریبا موضوع جدیدی است، اما از دغدغه های اصلی گروه INRIA از زمان ارائه اولین ربات انسان نمایشان با نام ACROBAN تا به حال بوده است. این ستون فقرات نه تنها به Poppy اجازه حرکت طبیعی تر را می دهد بلکه به تعادل ربات نیز با تنظیم وضعیت آن کمک می کند. انعطاف پذیری افزوده شده به این ربات نیز هنگام تعاملات فیزیکی با ربات همچون هدایت آن با دست که در حال حاضر برای کمک به راه رفتن ربات نیاز ست، مورد نیاز خواهد بود و بکار می رود.
با نگاهی به زانوهای ربات متوجه برخی پوشش های فنری در بالا و پایین مفاصل پا خواهید شد. تنش موجود در این فنرها به حفظ ایستادگی پای تکیه گاه در طول هر گام بدون موتوریزه کردن کمک می کند. و علاوه بر این انگشتان پای آن نیز نسبت به دیگر ربات های در اندازه Poppy کوچک تر می باشند و باریکی این انگشتان پا نیز به آن ها امکان خم شدن را می دهند. به جای قرار دادن هر پا به موازات هم بر روی زمین، طوری که اغلب ربات های به این اندازه راه می روند، انگشتان پای این ربات به آن در دستیابی به نوع راه رفتن با پاشنه پا را می دهند. و کفش های کودکانه ای که Poppy به پا دارد، مجهز به پنج سنسور فشار در هر تخت کفش می باشد که داده های مفیدی را تامین می کند.
یکی از واضح ترین انحرافات در طراحی این ربات را می توان در پاهای فوقانی آن دید که به درون با زاویه شش درجه ای خم می شود. با وجود این واقعیت که این حالت شبیه ترین وضعیت به استخوان ران بشر است، اغلب طراحی های ربات های انسان نما طرح اتصال مستقیم پا را برای خود برگزیده اند. توسط خم کردن ران به درون، فاصله بین دو انگشت کوتاه می شود و انگشت پای پشتیبان نزدیک تر به مرکز ثقل ربات می شود. و این مساله موجب ثبات بیشتر در هنگام ایستادن بر روی یک پا و در حین راه رفتن می شود.
گروه INRIA دو نسخه از Poppy را تولید کرده اند: یک مدل با ران های مستقیم و دیگری با ران های خمیده. آزمایشات نشان می دهد که این ربات با ران های خمیده در طول گام های حرکتی خود کمتر در نوسان بوده و پایدارتر می باشند. با این حال این ربات هنوز نمی تواند تعادل خود را حفظ کند بنابراین در حال حاضر نیاز به کمک یک مربی انسانی دارد.
در آینده این تیم امیدوار است که Poppy بتواند به تنهایی حرکت کرده و همچنین این تیم قصد دارند که طراحی ربات خود را با دیگر آزمایشگاه ها و توسعه گران جهت ارتقای طراحی های ربات های انسان نمای بیولوژیکی تر به اشتراک بگذارند.
می توانید عملکرد Poppy را در ویدئوی زیر به تماشا بنشینید.
