بدون الگوبرداری از طبیعت، علم و فناوری تا اندازه ای که اکنون شاهد آن هستیم پیشرفت نمی‌کرد. دانش بشری یافته‌هایش را وام دار طبیعت بی نقص است. علی رغم این که ما از الگویی تمام و کمال الهام می‌گیریم، ساخته‌ها و ابداع‌های ما پس از طی مرحله نخست پردازش و تولید باز هم دارای نقص هستند و تنها گذشت زمان، تجربه، دانسته‌ها و اکتشافات بیشتر کمک می‌کنند نمونه‌های بعدی یک سازه، ماشین یا روبات را بدون اشکال و پیشرفته تر بسازیم. نمونه بارز آن پیشرفت دانش روباتیک است. اگر روبات‌های کنونی را با روبات‌های دو دهه پیش مقایسه کنیم، بدون شک این حقیقت را تأیید می‌کنیم. روبات‌هایی که اکنون ساخته می‌شوند کوچک تر، سبک تر، سریع تر و هوشمندتر هستند و حتی توانایی‌های انسان را به چالش می‌کشند.
این روبات‌ها در حوزه روباتیک تأثیرپذیر از جانوران
(bio-inspired robotics) قرار دارند. «گکو روباتیک» به نام «استیکی بوت» (Stickybot) که با الهام از گکوها ساخته شده، سوسک روباتیک به نام «اسپرول»(Sprawl) که حرکت آن مطابق با شیوه حرکت سوسک‌های حمام طراحی شده و روبات شش پایی به نام چیتا که در زمره سریع ترین روبات‌های پادار است همه نمونه‌های بارزی از این فناوری هستند.
اما پژوهشگران «دانشگاه نیو ساوت ولز» در شهر سیدنی استرالیا به تازگی با الگوبرداری از خرطوم فیل، روبات دیگری را به خانواده روبات‌های جانوری افزوده اند. ابداع جدید، یک عضو گیرنده اشیاء (gripper) یا به بیانی دقیق تر یک دست است و در حوزه روباتیک نرم قرار می‌گیرد. تشابه آن به خرطوم فیل سبب می‌شود در صنایع مختلفی که لازمه آنها جا به جایی اجسام ظریف و کار با اجزای کوچک است بسیار مفید و پرکاربرد باشد.
این بازوی گیرنده روباتیک که مقلد خرطوم فیل است اشیاء را می‌گیرد، برمی‌دارد و در جای دیگری قرار می‌دهد، بدون آن که آنها را بشکند. این فناوری چند منظوره در صنایع کشاورزی و مواد غذایی، صنایعی که به کاوش‌های علمی‌و منابع طبیعی می‌پردازند و حتی در عملیات امداد و نجات و ساخت ابزار شخصی دستیار کاربردهای گسترده ای دارد. مهندسین سازنده امیدوار هستند بازوی نرم روباتیک آنها ظرف ۱۲ تا ۱۶ ماه آینده برای فروش عرضه شود.
این بازوی روباتیک نازک، مسطح و سبک است و می‌تواند اشیاء متنوعی را حتی از فضاهای تنگ و بسته گرفته و بیرون بکشد. برای مثال، اگر مدادی درون یک لوله گیر کرده باشد، می‌تواند به راحتی آن را خارج کند.
همچنین دارای حسگری ارتقاء یافته است که در زمان بی درنگ، مقدار نیرویی که باید اِعمال شود را می‌سنجد و حساسیت آن ۱۵ برابر بیشتر از حسگرهای سنجش نیروی کنونی است.
حسگر مقدار نیروی لازم برای گرفتن اجسام را می‌سنجد تا به آنها آسیب وارد نکند. یک مکانیسم فعال گرمایی نیز برایش طراحی شده تا میزان سفتی و نرمی‌آن را تنظیم کند. در نتیجه می‌تواند اشیائی با شکل و وزن متفاوت را بردارد و وزنی که می‌تواند نگه دارد ۲۲۰ بار سنگین تر از جرم خودش است.

روباتیک برگرفته از طبیعت
جانورانی مانند فیل، مار پیتون و هشت پا از ساختارهای نرم که حرکت پیوسته دارند برخوردار هستند تا بتوانند به دور طعمه یا شیء هدف بپیچند یا چنبره بزنند و در حین انجام این کار، تماس با آن را بیشتر کرده و محکم تر آن را کنترل کنند. آنها به راحتی کند و کاو کرده و اجسام را به خوبی نگه می‌دارند، چون ساختار بدنشان به طور طبیعی برای انجام این حرکات آمادگی دارد.
آنها این توانایی را دارند چون دارای اعضای فوق العاده حساس، حس لامسه قوی و قدرت هزاران ماهیچه در بدن خود هستند. استخوان سختی در میان نیست تا مانع انعطاف پذیری ماهیچه‌ها شود. برای مثال، خرطوم فیل ۴۰۰۰۰ ماهیچه دارد. پژوهشگران با آگاهی از این ویژگی‌های شگفت آور تصمیم گرفتند این توانایی‌ها را به صورت مصنوعی و روباتیک بازسازی کنند، چرا که گرفتن و نگه داشتن اشیاء مهارت‌های حرکتی بسیاری از روبات‌ها هستند.

بازوی نرم روباتیک ارتقاء داده شده
بازوی نرم روباتیک جدید در واقع نسخه ارتقاء یافته طرح‌های موجود است. این طرح‌ها معایبی داشتند که سبب می‌شدند کار با آنها با محدودیت‌هایی همراه باشد. مهندسین با ارتقاء دادن طرح‌های موجود این معایب را حذف کردند.
به عنوان مثال، بسیاری از بازوی‌های روباتیک نرم با الگوبرداری از پنجه‌های جانوری یا ساختار دست انسان ساخته می‌شوند و بنابراین چند انگشت دارند که به درون خم می‌شوند. همین ویژگی یک اشکال به حساب می‌آید، چون نمی‌توانند اشیائی که شکل‌های غیرمعمول دارند، سنگین و حجیم هستند یا از شعاع باز و بسته شدن انگشت‌ها کوچک تر یا بزرگ تر هستند را بردارند.
اِشکال دیگری که در بسیاری از بازوی‌های روباتیک وجود دارد نبود بازخورد حسی و قابلیت تنظیم میزان نرمی‌و سفتی است. این یعنی نمی‌توان از آنها برای برداشتن اجسام شکننده استفاده کرد یا در فضای تنگ آنها را به کار گرفت. فناوری جدید این محدودیت را نیز از میان برداشته است، پس می‌تواند اجسام دراز و باریک را گرفته و از فضاهای تنگ و باریک بیرون بکشد یا این که خود را به دور اشیائی مثل دسته لیوان قلاب کند و از روی زمین یا میز بردارد.
مزیت مهم دیگر بازوی نرم روباتیک این است که روش ساخت آن ساده است و قابلیت تولید انبوه را دارد. بنابراین، به راحتی در اندازه‌ها و حجم‌های مختلف قابل تولید است. یک بازوی بلند یک متری قابلیت کار با اشیائی که قطر آنها دست کم ۳۰۰ میلی متر است را دارد.
پژوهشگران بازوی روباتیک را که در واقع نمونه اولیه به شمار می‌رفت آزمایش کردند. این نمونه ۲ر۸ گرم وزن داشت و توانست یک جسم ۸ر۱ کیلویی را بلند کند، یعنی ۲۲۰ برابر جرم خودش. نمونه آزمایشی دیگر یک دست به طول ۱۳ سانتیمتر بود که خود را به دور شیئی به قطر ۳۰ میلی متر حلقه کرد.
فرآیند تولید این بازوی روباتیک شامل مهندسی رایانه ای پارچه و کاربرد حسگرهای لمسی مبتنی بر فلز مایع با حساسیت خیلی زیاد است. بدین ترتیب به روبات قابلیت تشخیص مقدار نیروی لازم برای گرفتن اجسام داده می‌شود. پیوستگی و مسطح بودن بازوی گیرنده سبب می‌شود هنگام حلقه کردن خود به دور اجسام به بهترین نحو با سطح آنها تماس ایجاد کند، حین این که با قدرت بیشتری آنها را نگه می‌دارد.
شاید جالب ترین ویژگی بازوی روباتیک جدید این باشد که چرخه کامل گرم شدن و سرد شدن آن به منظور تغییر از ساختار نرم و انعطاف‌پذیر به ساختار سفت و سخت کمتر از یک دقیقه طول می‌کشد که یکی از سریع ترین رکوردها به شمار می‌رود.
هدف بعدی مهندسین استرالیایی روی بازوی نرم روباتیک این است که مواد تشکیل دهنده آن را بهینه سازی کنند، یک الگوریتم سیستم کنترل حلقه بسته برایش ساخته و آن را به یک بازوی روباتیک متصل کنند تا به طور خودکار اجسام را بردارد و در محل تعیین شده قرار دهد. با این کار دیگر نیازی نخواهد بود آن را به صورت دستی بلند کنند. بدین ترتیب برداشتن اجسام بسیار بزرگ و سنگین نیز امکان‌پذیر می‌شود.

code