سالها است که رباتهایی برای کاربردهای با سرعت و دقت بالا طراحی شدهاند که نیاز به ساختار مشخصی دارند. به طور معمول هر مفصل و اجزای ربات باید به دقت اندازه گیری شوند، زیرا یک خطای کوچک میتواند منجر به عیب یا آسیب ربات شود. اما دنیای رباتها در حال تغییر است، رباتیک نرم اصول طراحی و نگاه ما به رباتها را تغییر خواهد داد.
رباتیک نرم راه را برای کاربردهای ایمن تر و انعطاف پذیرتر هموار میکند. مانند مراقبتهای سلامتی، که از خواص تغییر شکل آن در جراحیهای رباتیک میتوان استفاده کرد و یا درکاربردهای صنعتی، جایی که رباتیک نرم برای کار ایمن در کنار کارگران مناسب تر است.
پیش بینی میشود که اندازه بازار جهانی رباتیک نرم تا سال 2027 به 3.41 میلیارد دلار برسد. این حوزه به دلیل توانایی رباتیک نرم در حذف پیچیدگی طراحی رباتهای مکانیکی و کاهش پیچیدگی الگوریتمی مورد اهمیت واقع شده است و میتواند انعطاف پذیری و سازگاری فرآیند تولید را افزایش دهد. هم اقتصاد و هم تحقیق و توسعه در رباتیک نرم از اهمیت خاصی برخوردارند.
به طور مثال این روزها محققان بر روی یافتن راه حلی که به امدادگران در طول یک بحران یاری رسانند، کار می کنند. راه حل آنها شامل استقرار دهها ربات قابل تغییر شکل و نرم در هر روزنه ای است که پیرامون ساختمانی فروریخته قراردارد. رباتهای سازگار (انطباق پذیر) میتوانند به شکل مار یا ربات دارای پا (Legged Robots)شکل بگیرند. بنابراین از راه پلهها، مجرای فاضلاب کوچک یا استخر آب میتوانند داخل شوند. این رباتها با اطمینان خاطر نیروهای امداد و نجات را از وجود به جا ماندگان در طول مسیرشان آگاه میکنند و نقشه ای برای عملیات نجات و طرحی اولیه برای محل آغاز عملیات ارائه می دهند.
رباتهای فعلی معمولاً به یکی از پنج دسته زیر تقسیم میشوند:
- رباتهای از پیش برنامهریزیشده مانند آنهایی که در خطوط مونتاژ یافت میشوند.
- ربات های انسان نما که شبیه به انسان میباشند.
- ربات های خودکار متحرک در اشکال مختلف مانند حیوانات و غیره
- ربات های توان افزا مانند اندام مصنوعی یا اسکلت بیرونی
- ربات های دورکار مانند هواپیماهای بدون سرنشین و جراحان رباتیک
این ربات ها دارای برخی محدودیتها هستند. مثلا آنها یک پیکربندی ثابت دارند که پس از مونتاژ آن را نمیتوان تغییر داد. اکثر رباتهایی هم که برای شرایط مختلف میتوانند پیکربندی مجدد شوند، با مواد سخت ساخته شدهاند. به عنوان مثال رباتهای پنوماتیک باید به کمپرسور متصل شوند و سیم رباتها میتواند به راحتی درهم پیچیده و معیوب گردد. این موارد، رباتها را برای کار میدانی غیرقابل پیاده سازی میکند.
برخی از دانشمندان علاقهمند هستند این مدل رباتها یک اسکلت سخت در داخل داشته باشد، اما بیرون آنها از مواد نرمی مانند سیلیکون و لاستیک (کائوچو) ساخته شده که بدون خمیدگی یا خرد کردن (لهیدگی) اجزای داخلی بتوانند خم شوند.
این گونه پروژهها در حال توسعه یک مدل طراحی یکپارچه و بهینه سازی ماژول های سخت و نرم و بهینه سازی چینش سنسور می باشند. محققان برنامههای بزرگی برای قرار دادن رباتهای خود در بخش خدمات دارند، از جمله پژوهش سیارهای یا جمع آوری اطلاعات از محیطهای ناشناخته. از این ربات ها برای شناسایی نیز میتوان استفاده کرد. میتوان ربات را به شکل توپ درآورده و برای جمعآوری اطلاعات روی زمین یا سیارههای دیگر مورد استفاده قرار داد بدون اینکه انسانها به موقعیتهای بالقوه خطرناک بروند.
برخی دیگر از تحقیقات در دنیای رباتیک نرم تمرکز بر طراحی رباتهای تمام نرم کردهاند. اینگونه رباتها که در برخی موارد از بدن کرمها الهام گرفته شده است (برخلاف مدل قبلی طراحی نرم رباتها که شبیه بدن انسان و رابطه بین غضلات و استخوان بدن بودند) در حال تستهای اولیه خود هستند. البته در کنترل حرکتهای اینگونه رباتها مشکلات بسیاری وجود دارد که در دانشگاههای مختلف و صنایع در سطح دنیا تحقیقات مختلفی در این موضوع درجریان است. در طبیعت بسیاری از موجودات مانند کرمها، هشتپا، خرطوم فیل و... از نمونه مکانیسمهای نرم و قدرتمند با قابلیت تغییر فرم و شکل هستند که الگوی دانشمندان برای طراحی اینگونه رباتها میباشند و برخی موارد به شکل این مکانیسمها در سالهای اخیر ساخته شده و در حال گذراندن تستهای تکمیلی هستند.
شاخه رباتیک نرم یک ابر شاخه نوین در دنیای رباتها است. از طراحی جنس بدنه تا کنترل و همچنین طراحی سخت و افزارها و نرم افزارهای مورد نیاز موارد بسیاری است که پژوهشگران و صنعتگران در رشتههای مختلف تحقیقاتی برروی آنها کار میکنند و به نظر میرسد بخش قابل توجهی از صنایع در سالهای آینده از خدمات این شاخه استفاده خواهند نمود.