ALTIN 499,21
DOLAR 8,8689
EURO 10,4740
BIST 1.385
Adana Adıyaman Afyon Ağrı Aksaray Amasya Ankara Antalya Ardahan Artvin Aydın Balıkesir Bartın Batman Bayburt Bilecik Bingöl Bitlis Bolu Burdur Bursa Çanakkale Çankırı Çorum Denizli Diyarbakır Düzce Edirne Elazığ Erzincan Erzurum Eskişehir Gaziantep Giresun Gümüşhane Hakkari Hatay Iğdır Isparta İstanbul İzmir K.Maraş Karabük Karaman Kars Kastamonu Kayseri Kırıkkale Kırklareli Kırşehir Kilis Kocaeli Konya Kütahya Malatya Manisa Mardin Mersin Muğla Muş Nevşehir Niğde Ordu Osmaniye Rize Sakarya Samsun Siirt Sinop Sivas Şanlıurfa Şırnak Tekirdağ Tokat Trabzon Tunceli Uşak Van Yalova Yozgat Zonguldak
İstanbul 26 °C
Az Bulutlu

Kahve İle Yürümek Fizikte Az Anlaşılan Bir Başarıdır – Robotik ve Otomasyon için Önemlidir

14.09.2021
19
Kahve İle Yürümek Fizikte Az Anlaşılan Bir Başarıdır – Robotik ve Otomasyon için Önemlidir

Doğal süreçlerin arkasındaki fiziği anlamak, yumuşak robotik, üretim otomasyonu için yeni uygulamalar sağlar.

Kahve ile yürümek, çoğumuzun gerektirdiği dengeleme hareketini düşünmeden her gün yaptığımız bir şeydir. Aslında kahvenin dökülmesini engelleyen pek çok fizik var.

Bir fincanda bulunan termal olarak karıştırılmış bir sıvı olan kahve, fincanla etkileşime giren ve sırayla insan taşıyıcı ile etkileşime giren dahili serbestlik derecelerine sahiptir.

Arizona Eyalet Üniversitesi elektrik mühendisliği profesörü Ying-Cheng Lai, “İnsanlar karmaşık nesnelerle etkileşime girme konusunda doğal veya yetenekli bir yeteneğe sahip olsa da, bu etkileşimleri – özellikle niceliksel düzeyde – anlayışımız sıfıra yakındır” dedi. “Gürültü veya iklim gibi dış faktörlerin etkileşimlerimiz üzerindeki etkilerini analiz etme konusunda bilinçli bir yeteneğimiz yok.”

Yine de, bu dış faktörleri anlamak, yumuşak robotik gibi uygulamalı alanlarda temel bir konudur.

Lai’s’in eski bir lisans öğrencisi ve şimdi ASU’s Ira’da doktora öğrencisi olan Brent Wallace, “Örneğin, akıllı protezlerin tasarımında, insan uzuvlarının doğal hareketini taklit eden doğal esneklik modlarında inşa etmek giderek daha önemli hale geliyor” dedi. A. Fulton Mühendislik Okulları. “Bu tür iyileştirmeler, protezin kullanıcı için daha rahat ve doğal hissetmesini sağlıyor.”

Lai’ye göre, çok uzak olmayan bir gelecekte robotların, insanların oldukça iyi yaptığı koordinasyon ve hareket kontrolünü gerektiren çeşitli karmaşık nesne işleme veya kontrol uygulamalarında konuşlandırılacağı düşünülebilir.

Bir robot nispeten kısa bir adım uzunluğunda yürümek üzere tasarlanmışsa, yürüme sıklığında nispeten büyük değişikliklere izin verilir. Ancak daha uzun bir adım isteniyorsa, yürüme sıklığı dikkatli seçilmelidir.

dergisinde yayınlanan yeni bir Fiziksel İnceleme Uygulandı, “Karmaşık Nesne Kontrolünde Senkronize Geçiş”, Wallace ile Lai tarafından denetlenen elektrik mühendisliğindeki kıdemli tasarım projesinin bir parçası olarak ortaya çıktı. Wallace, NSF Lisansüstü Bursu almıştır ve şu anda ASU’nun Elektrik, Bilgisayar ve Enerji Mühendisliği Okulu’nda doktora öğrencisidir.

ASU ekibinin araştırması, insanların karmaşık bir nesneyi nasıl manipüle ettiğini incelemek için kahve fincanı tutma paradigmasını kullanarak ve yuvarlanan bir top ekleyerek, Northeastern Üniversitesi’ndeki araştırmacılar tarafından yakın zamanda yürütülen çığır açan bir sanal deneysel çalışmayı genişletiyor. Katılımcılar, topun içeride kalmasını sağlamak için gücü ve frekansı değiştirme yeteneği ile kasıtlı olarak kupayı ritmik bir şekilde döndürdüler.

Kuzeydoğu araştırması, katılımcıların karmaşık bir nesneyi işlemek için düşük frekanslı veya yüksek frekanslı bir strateji – fincanın ritmik hareketi – seçme eğiliminde olduklarını gösterdi.

Dikkate değer bir bulgu, düşük frekans stratejisi kullanıldığında salınımların faz içi senkronizasyon sergilemesi, ancak yüksek frekans stratejisi kullanıldığında antifaz senkronizasyonunun ortaya çıkmasıydı.

Wallace, “Hem düşük hem de yüksek frekanslar etkili olduğu için, sanal deneydeki bazı katılımcıların stratejileri değiştirmesi düşünülebilir” dedi. “Bu, soruları gündeme getiriyor.

“Düşük frekans stratejisiyle ilişkili faz içi senkronizasyondan yüksek frekans stratejisiyle ilişkili faz karşıtı senkronizasyona veya tam tersi nasıl bir geçiş gerçekleşir?” diye sordu. “Parametre uzayında, faz içi ve antifaz senkronizasyon rejimleri arasındaki sınır keskin mi, kademeli mi yoksa karmaşık mı?”

ASU ekibinin Wallace’ın merakından kaynaklanan araştırması, harici periyodik zorlamaya tabi hareketli bir arabaya bağlı bir sarkacın doğrusal olmayan dinamik bir modelini kullanarak faz içi ve antifaz senkronizasyonu arasındaki geçişi inceledi.

Araba-Sarkaç Sistemi Şeması

Bir insanın bir fincan sıcak kahve gibi karmaşık bir nesneyi tutuşunu simüle etmek için araba sarkaç sisteminin şematik bir gösterimi: (a) dairesel bir fincan içinde yuvarlanan bir topun kavramsal bir modeli ve (b) doğrusal olmayan bir mekanik model bir dizi diferansiyel denklemle matematiksel olarak tanımlanan, hareketli bir arabaya bağlı bir sarkaç. Kredi: Arizona Eyalet Üniversitesi

Araştırmacılar, zayıf zorlama rejiminde, harici sürüş frekansı değiştikçe, geçişin ani olduğunu ve lineer sistem kontrol teorisi kullanılarak tam olarak anlaşılabilen rezonans frekansında meydana geldiğini buldular.

Bu rejimin ötesinde, faz içi ve antifaz senkronizasyonu arasında, arabanın ve sarkacın hareketlerinin senkronize olmadığı bir geçiş bölgesi ortaya çıkar. Ayrıca, düşük frekans tarafında geçiş bölgesinin içinde ve yakınında iki durumluluk olduğu da bulundu.

Genel olarak, sonuçlar insanların bir senkronize çekiciden diğerine ani ve verimli bir şekilde geçebildiğini gösteriyor; bu, değişen bir ortamda karmaşık nesneleri adapte olarak ele almak için akıllı robotlar tasarlamak için kullanılabilecek bir mekanizma.

“İnsanların hem faz içi hem de faz karşıtı stratejileri ustaca kullanabilmeleri ve belki de farkında olmadan bir stratejiden diğerine sorunsuzca geçebilmeleri mümkündür. Bu çalışmadan elde edilen bulgular, rehabilitasyon ve beyin-makine arayüzü gibi diğer alanlardaki uygulamalarla bu insan becerilerini yumuşak robotlara uygulamak için kullanılabilir” dedi.

Ayrıca, bir montaj hattındaki bir araba gövdesinde kablo döşemek gibi önemsiz görevler -insanların kolaylıkla yerine getirdiği- hala en gelişmiş makinelerden kaçıyor.

Wallace, “İnsanların çevreleriyle dinamik olarak nasıl etkileşime girdiğine dair sistematik bir nicel anlayış, dünyamızı nasıl tasarladığımızı sonsuza dek değiştirecek ve akıllı protezlerin tasarımında devrim yaratabilir ve yeni üretim ve otomasyon çağını başlatabilir.” Dedi. “Karmaşık nesnelerle uğraşırken insanlar tarafından benimsenen dinamik olarak uygun davranışları taklit ederek, daha önce imkansız olduğu düşünülen süreçleri otomatikleştirebileceğiz.”

Referans: Brent Wallace, Ling-Wei Kong, Armando Rodriguez ve Ying-Cheng Lai tarafından yazılan “Karmaşık Nesne Kontrolünde Senkronize Geçiş”, 7 Eylül 2021, Fiziksel İnceleme Uygulandı.
DOI: 10.1103/PhysRevApplied.16.034012

Diğer yazarlar arasında yine ASU’dan Ling-Wei Kong ve Armando Rodriguez yer alıyor.

.

Gelişmelerden zamanında haberdar olmak için Google News’te Bilim Portal’a ABONE OLUN

ZİYARETÇİ YORUMLARI - 0 YORUM

Henüz yorum yapılmamış.