Robotik teknolojisi, bilim kurguyu gerçeğe dönüştürmeye bir adım daha yaklaştı. UC Santa Barbara ve TU Dresden’dan bilim insanlarının liderliğindeki bir araştırma ekibi, akıllı malzemeler gibi davranabilen bir robot kolektifi geliştirdi. Bu yenilikçi robot sürüsü, şekil değiştirebiliyor, akışkan ve katı haller arasında geçiş yapabiliyor, bir arada kalmayı sürdürürken önemli ağırlıkları destekleyebiliyor ve hatta kendini onarabiliyor. Tıpkı embriyonik gelişimdeki canlı hücreler gibi işleyen bu sistem, robotik ve malzeme bilimi için çığır açıcı bir gelişme sunuyor.
Biyolojiden İlham Alan Teknoloji
Araştırmacılar, bu robot sürüsünü tasarlarken doğadan, özellikle embriyonik gelişim süreçlerinden ilham aldı. Embriyonik gelişimde, basit görünen hücre toplulukları koordineli hareketler ve mekanik özelliklerdeki değişikliklerle dokulara ve organlara dönüşür. Çalışmanın ortak yazarlarından Prof. Otger Campàs, “Embriyonik yaşayan dokular, nihai akıllı malzemelerdir. Kendilerini şekillendirmek için hücreler, dokuların akışkan ve katı haller arasında geçiş yapmasını sağlar,” diyor.
Embriyonik hücrelerin bu yeteneklerini taklit etmek için ekip, üç temel biyolojik süreci hedef aldı: akışkanlaşma, kutuplanma ve yapışma.
-
Akışkanlaşma: Embriyonik dokular, hücrelerin iç kuvvetleri sayesinde akışkan ve katı haller arasında geçiş yapar. Bu, hücrelerin birbirlerinin yanından akışkan gibi kaymasını ve ardından katı gibi yeniden organize olup sabitleşmesini sağlar.
-
Kutuplanma: Hücreler belirli bir yönde hizalanarak yönlü kuvvetler uygulayabilir. Bu, kuvvetlerin rastgele değil, organize bir şekilde yönlendirilmesini mümkün kılar.
-
Yapışma: Hücreler, yeniden düzenlenirken bile komşularıyla bağlantıyı korur ve sonunda organlar oluştuğunda yapısal güç sağlar.
Bu üç süreç, robot kolektifinin karmaşık şekiller oluşturmasını ve adapte olmasını sağlayan temel taşlar oldu.
Robot Sürüsü Nasıl Çalışıyor?
Sistemdeki her robot, 5 cm genişliğinde, hokey diski benzeri dairesel bir yapıya sahip. Dahili lityum-iyon bataryası sayesinde 30 dakika boyunca sürekli çalışabiliyor. Robotların çevresinde, birbirlerine karşı hareket etmelerini sağlayan sekiz dişli bulunuyor. Ayrıca, çevreye gömülü dönebilen mıknatıslar, robotların komşularıyla yapışmasını sağlıyor.
Her robotun üstünde, polarize ışık yönünü algılayan bir ışık sensörü yer alıyor. Polarize ışık, yalnızca belirli bir yönde titreşen ışık dalgalarıdır. Bu sensörler, robotlara dişlilerini hangi yönde döndürmeleri gerektiğini söyler. Robotlar, iki parametreyle programlanıyor:
-
Polarize ışığın yönü (hangi yöne hareket edeceklerini belirler),
-
Polarize ışığın yoğunluğu (ne kadar güçlü hareket edeceklerini ve kuvvetleri ne kadar dalgalandıracaklarını kontrol eder).
Bu “eğer-şuysa-böyle yap” kuralları, esnek bir kontrol sistemi oluşturuyor. Araştırmacıların her hareket veya şekil için yeni talimatlar programlamasına gerek kalmadan, ışıkla kolektif davranışı yönlendirebiliyorlar. Tıpkı bir balık sürüsünde her balığın hareketinin sürünün davranışını belirlemesi gibi.
Bilim Kurgu Gerçek Oluyor
20 robotluk bu kolektif, kontrollü ışık yoğunluğu dalgalanmalarıyla akışkan ve katı haller arasında geçiş yapabiliyor. Şaşırtıcı bir şekilde, dalgalı sinyaller sabit sinyallerden daha verimli sonuçlar verdi. Gösterilerde:
-
İki robot grubu, birbirine doğru uzanarak ortada birleşti ve 5 kilogram ağırlığı taşıyabilen bir köprü oluşturdu.
-
Farklı düzenlemelerle, 70 kilograma kadar bir yetişkin insanın ağırlığını destekleyebildi.
-
Kolektif, nesnelerin etrafından akabiliyor, İngiliz anahtarı gibi şekiller oluşturabiliyor ve kusurları onarabiliyor.
Terminator 2’deki şekil değiştiren T-1000 robotunu anımsatsa da, araştırmacılar bunun yalnızca bir ilk adım olduğunu vurguluyor. Henüz bilim kurgudaki tam adaptif malzemelere ulaşılmış değil, ancak bu robot sürüsü, o geleceğe doğru atılmış büyük bir adım.
Türkiye’de Potansiyel Kullanım Alanları
Türkiye’de robotik ve otomasyon sistemlerine olan ilgi artarken, bu tür bir robot sürüsü endüstriyel ve bilimsel alanlarda büyük potansiyel taşıyor. Örneğin, üretim tesislerinde ağır yükleri taşımak, tehlikeli bölgelerde denetim yapmak veya afet sonrası kurtarma operasyonlarında kullanılabilir. Ayrıca, sağlık sektöründe esnek ve adapte olabilen malzemeler olarak tıbbi ekipmanlarda devrim yaratabilir. Türkiye’deki üniversiteler ve Ar-Ge merkezleri, bu teknolojiyi yerelleştirerek yenilikçi uygulamalar geliştirebilir.
Robotik Geleceğin İlk Adımı
UC Santa Barbara ve TU Dresden’ın bu çalışması, robotik sürülerin canlı hücreler gibi davranabileceğini kanıtlıyor. Hareket etme, sertleşme ve uyum sağlama yetenekleriyle bu robotlar, akıllı malzemelerin geleceğini yeniden tanımlıyor. Bilim kurgu filmlerindeki sahneler henüz tam gerçeklik olmasa da, bu teknoloji endüstriyel otomasyondan tıbbi yeniliklere kadar birçok alanda dönüşüm vaat ediyor. Şekil değiştiren robot sürüleri, teknolojinin sınırlarını zorlamaya devam edecek mi? Görünen o ki, cevap evet!
Çalışma Science dergisinde yayımlandı: https://www.science.org/doi/10.1126/science.ads7942
Yorumlayın
