Duke Üniversitesi‘nden araştırmacılar, 1.500’den fazla simülasyon sonucunda alışılmışın dışında bir tasarıma ulaştı: 20 bacaklı, yön kavramı olmayan, her tarafa eşit hareket edebilen bir robot. Bilim insanları, yıllardır insana, köpeğe ya da böceğe benzetmeye çalıştıkları robotları bir kenara bırakarak çok daha derin bir matematiksel soruyu sormaya karar verdi: “En kullanışlı robot gövdesi geometrik olarak nasıl olmalıdır?”
Yanıt, beklenenin oldukça uzağında çıktı; bir denizkestanesi.
Argus: Her Şeyi Gören Robot
Yunan mitolojisinin her yönü gören canavarından esinlenerek Argus adı verilen robot, merkezi bir gövdeden her yöne uzanan 20 teleskopik bacağa sahip. Her bacağın ucunda bir derinlik kamerası bulunuyor; bu da robota neredeyse küresel bir görüş alanı sağlıyor. Her bacak yaklaşık 9.000 TL’ye (300 dolar) mal oluyor.
Robotun ne önü ne de arkası var. Bu tasarım sayesinde Argus; herhangi bir yönde hareket edebiliyor, sert itmelere karşı dengesini koruyabiliyor, engebeli arazilerde ilerleyebiliyor, yaklaşık 4,5 kilogramlık yük taşıyabiliyor, hatta duvara tırmanabiliyor.
Araştırma, 27 Mayıs’ta Science Robotics dergisinde yayımlandı.
Matematiğin Keşfettiği Form
Takım, Argus’a ulaşmadan önce farklı robot gövdesi geometrileri üzerine 1.500’den fazla simülasyon yürüttü. Odak noktaları tek bir kavramdı: dinamik izotropi. Bu kavram, bir robotun ağırlık merkezini her yönde ne kadar eşit ivmelendirebildiğini 0 ile 1 arasında bir skorla ölçüyor. 1’e yakın bir skor, robotun her tarafa neredeyse aynı tepkiyi verebildiği anlamına geliyor.
Duke Genel Robotik Laboratuvarı’nın direktörü ve çalışmanın ortak yazarı Prof. Boyuan Chen, konuyu şöyle özetledi: “Bir robot her yönde eşit ivmelenebiliyorsa, dünyaya belirli bir yönde bakmak zorunda kalmıyor. İleri ile geri aynı şey oluyor. Sağ ile sol aynı şey oluyor. Robot kontrolünün tüm sorunu köklü biçimde değişiyor.”
Günümüzdeki ileri dört bacaklı robotlar, insansı robotlar ve geleneksel dronelar dahil çoğu robotun bu skoru 0,6’nın altında kalıyor — yani bir yönde daha iyi hareket edip başka yönlerde zorlanıyorlar. Argus ise 0,91 skoruyla teorik maksimuma yaklaşıyor.
Bu yüksek skoru elde etmek için araştırmacılar, robotun gövdesini düzenli dodekahedron adı verilen geometrik forma, 12 beşgen yüzü olan üç boyutlu bir şekle göre tasarladı. Bu düzenleme hem görüş alanını tekdüze kılıyor hem de robotu yönelim bağımlılığından kurtarıyor.
Arazide Sınav
Argus’un tasarımını laboratuvar dışında kanıtlamak için ekip, robotu Duke kampüsünün farklı zeminlerinde test etti. Beton, çim, sık bitki örtüsü, kum, ıslak yüzeyler ve toprak; Argus hepsinde ilerledi. 12,7 santimetreye kadar olan engelleri aştı, üç bacağı kırılmasına karşın yürümeyi sürdürdü ve yaklaşık 1 metrelik bir küpü iterek taşıdı.
Duke’un doktora öğrencisi ve çalışmanın ortak yazarı Jiaxun Liu durumu şöyle anlattı: “Argus’un hareketini izlemek, daha önce çalıştığımız hiçbir robotu izlemekle kıyaslanamıyor. Onu ağaçların ve engebeli arazinin arasında -üstelik sert çarpmalar altında bile- ilerlerken ilk gördüğümüzde, bunun gerçekten farklı bir şey olduğunu anladık.”
Bir Cevap Değil, Yeni Bir Dil
Araştırmacılar, Argus’un nihai bir çözüm değil, bir kavram kanıtı (proof of concept) olduğunu vurguluyor. Asıl önemi belki de nerede kullanılabileceğinden çok nasıl tasarlandığında yatıyor: dinamik izotropi, farklı robot gövdelerini karşılaştırmak ve yeni formları sıfırdan tasarlamak için matematiksel bir çerçeve sunuyor.
Duke Genel Robotik Laboratuvarı’ndan doktora sonrası araştırmacı ve çalışmanın ortak yazarı Boxi Xia, şunları söyledi: “Bu çalışma, dinamik simetri için tasarım yapmanın salt teorik bir merak olmadığını gösteriyor. Ortaya gerçekten dağa taşa konuşlandırılabilecek, düzensiz zeminlerde ve dağınık ortamlarda çalışabilen, hatta düşük yerçekimi koşullarına uyarlanabilecek bir robot çıkıyor. Bu, mümkün olanı değiştiriyor.”
