Gökyüzü vızıldayan, havada asılı kalan dronlarla dolarken, mütevazı zıplayan robota da bir selam verelim. Zıplama, böcekler ve iki yaşamlılar arasında yaygın bir hareket biçimi ve uçmaktan neredeyse iki kat enerji verimliliği daha yüksek. Sivrisinek havada kalmak için sürekli enerji harcamak zorunda; pire ise yalnızca zıpladığında çalışır.

Bu verimlilik, Washington Üniversitesi mühendislerinin geliştirdiği yaklaşık 1 gram ağırlığındaki DirectHop'un çıkış noktası. Avuç içine sığan robot yaklaşık 50 milimetre genişliğinde, art arda birden fazla zıplama yapabiliyor ve küçük bir rampadan destek alarak standart bir merdiven basamağını aşacak yüksekliğe çıkabiliyor.

## Ya hep ya hiç mantığından çıkış Zıplayan robotların çoğu pireden modellenir ve gerçekten de yaylıdır: dış iskelete benzeyen bir mekanizmayı sıkıştırıp bırakarak kendilerini fırlatırlar. Yaylar ve kilitler etkileyici mesafeler kat ettirir, ancak boşalan bir yay “ya hep ya hiç” davranışı gösterdiğinden zıplama mesafesini kalibre etmek zordur. Küçük ölçekte kurulmaları ve çalıştırılmaları da karmaşıktır.

DirectHop yayı tamamen kaldırıyor. Küçük bir elektrik motoru, bir misina hattıyla bir kuleye bağlı. Motor hızlandığında hattı hızla sarıyor ve kule boyunca kendini yukarı çekerek robotun geri kalanını da havaya kaldırıyor; üç menteşeli bacak, motorun robotun ayağıyla hizasını korumasını sağlıyor.

“Çok küçük bir elektrik motorunun, bir kurbağanın bacak kaslarının zıplamasını doğrudan güçlendirmesi gibi, bir zıplamayı doğrudan güçlendirebilecek kadar hızlı ivmelenebildiğini bulduk” diyor makalenin baş yazarı, makine mühendisliği doktora araştırma görevlisi Hanquan (John) Wang. “Ayrıca motora giden akımı ayarlayarak robotun belirli mesafelere zıplamasını sağlayabildiğimizi keşfettik.” Ekip, zıplama yüksekliği doğruluğunu yaklaşık bir santimetre olarak bildiriyor.

## İniş, doğrulma, yeniden kurma Robot havada takla atmaya eğilimli olduğundan araştırmacılar ona bir takla kafesi ekledi. Motoru kulede aşağı doğru sürerek robotun ağırlık merkezini değiştiriyor ve tekrar ayağının üzerine yuvarlıyorlar — bu manevra, benzer biçimli kabuğuyla kendini doğrultan kutu kaplumbağalarından esinlenmiş. Araştırmacılara göre bu işlem yaklaşık yüzde 90 oranında başarılı oluyor ve robotu yeni bir zıplamaya hazırlıyor.

“Bana göre zıplayan robotların en zor üç sorunu, zıplama mesafesini değiştirebilmek, kendini doğrultmak ve art arda zıplamalar için yeniden kurulmak” diyor kıdemli yazar, UW makine mühendisliği doçenti Sawyer Fuller. “DirectHop bu üç engeli tamamen yeni bir tasarımla aşıyor ve dahili güç, yönlendirme ve navigasyon gibi diğer sorunların üstesinden gelme yolunda da epey ilerledik.”

## Laboratuvar prototipinden tek kullanımlık sürülere Mevcut prototipin net sınırları var: güç kabloyla geliyor ve robot rastgele kıpırdanmanın ötesinde kendini yönlendiremiyor. Ekip dahili güneş hücreleri ve batarya, robotu yerinde döndürecek bir titreşim motoru, zıplama açısını ayarlayacak küçük katlanabilir ayaklar ile dahili kamera ve elektronik üzerinde çalışıyor.

“Hedeflerimizden biri tam otonom merdiven tırmanma” diyor Fuller. “Kamera basamağa bakar, işlemci robotun ne kadar yükseğe zıplaması gerektiğini hesaplar, robot kendini konumlandırır, zıplar, doğrulur, yeniden konumlanır ve tekrarlar.”

Wang, bileşenler bu kadar küçük ve ucuz olduğu için tam donanımlı bir DirectHop'un yaklaşık 10 dolara üretilebileceğini düşünüyor. Bu fiyatta robotlar, daha büyük ve pahalı makineleri tamamlayan yarı tek kullanımlık yardımcılar olabilir. “Sahaya 100, hatta 1.000 robot gönderebiliriz” diyor. “Bazıları kaybolur ya da devre dışı kalırsa bu gerçekten bir başarısızlık sayılmaz. Ekibin geri kalanı görevi tamamlayabilir.” Kullanım alanları arasında rafinerilerde gaz kaçağı tespiti, çiftliklerde su ve gübre kullanımının izlenmesi, hatta başka gezegenlerin keşfi sayılıyor.

Çalışma National Science Foundation tarafından destekleniyor. Ekip DirectHop'u 30 Eylül'de International Conference on Intelligent Robots and Systems'da (IROS) sunacak.

Kaynaklar