|
|
05 Ağustos 2020, 10:16
| #1 |
 |  Laboratuvar Ortaminda Robotigin Faydalari Laboratuvar robotlari, bir gorevi otomatiklestirmek veya teknisyenin bir gorevi tamamlamasina yardimci olmak gibi belirli bir amaca hizmet etmek uzere ozel olarak tasarlanmis cesitli robotlarin kullanimini ifade etmektedir. Laboratuvar robotlari, son on yilda bircok gelismeyle birlikte cesitli endustrilerde kullanilmaktadir. Imalat ve otomotiv gibi sektorler, sektore ozgu robotik kullanimindan buyuk fayda saglamaktadirlar. Bununla birlikte, medikal sektor ve eczacilik en cok fayda saglamis sektorler arasinda sayilabilir. 30 yili askin bir suredir, laboratuvar robotlari tip endustrisindeki biyolojik ve kimyasal laboratuvarlar icin tasarlanmakta ve uygulanmaktadir. 1980’lerde, uroloji cerrahisinde programlanabilir evrensel montaj makinesi (PUMA) ile ilk robot cerrahiye yardimci olmak icin kullanilmistir. 1980 ‘ler den bu yana pek cok gelisme olmustur ve sayisiz gorev icin bircok yeni robot yaratilmistir. Bu yeniliklerin en gelismis ve yaygin olarak kullanilanlarindan biri, cerrahiyi kolaylastirmak icin minimal invaziv bir yaklasim kullanan, kucuk insizyonlarla hastaya kucuk bir 3D kamera ve minyatur cerrahi aletler yerlestirerek, cerrahin uzaktan calismasina izin veren da Vinci robotu dur. Son raporlar, laboratuvar robotik pazarinin, laboratuvar robotiklerinin satin alinmasi ve kullaniminin sektorler genelinde arttigini, laboratuvar robotiklerinin maliyetinin azaldigini gostermektedir. Laboratuvar Robotlarini Kullanmanin Avantajlari Laboratuvar robotlari kullaniciya ve tibbi alana cesitli avantajlar saglar. Ilk olarak, laboratuvar robotlari, insanlar icin guvenli olmayan ortamlarda calisabilir, bu da tehlikeli kimyasallarla calismaktan, zorlu cevre kosullarina dayanmaya kadar degisen bir durum olabilir. Bu, daha fazla zaman alacak veya isciler icin tehlike yaratabilecek robotlar olmadan mumkun olmayan deneylerin ve calismalarin yapilmasina firsat vermektedir. Laboratuvar robotlarinin en buyuk avantaji, verimliligi arttirmasidir ve bu birkac yolla elde edilir. Yukarida belirtildigi gibi, robotlar tehlikeli kimyasallarla kolayca calisabilir. Insanlar tarafindan tehlikeli kimyasallar iceren gorevler, gorevi yavaslatabilecek cok sayida guvenlik protokolu gerektirirken, robotlar ayni onlemlere gerek duymadan calisabilirler. Robotiklerin diger avantajlari, insanlara ve robotlara kiyasla yorulmamalaridir ve bu da yorgunluktan kaynakli insan hatalarini ortadan kaldirmaktadir. Robotlar, bir gorev tekrarlanirsa dinlenmeye, yorgunluk veya sIkintidan etkilenmeden ayni hizda ve tutarlilikta calismaya devam etme yetenegine sahiptirler. Robotlar daha hizlidir, boylece insanla ayni gorevleri daha kisa surede yapabilme kabiliyetiyle verimliligi arttirirlar. Son olarak, robotlar insanlardan isleri devr alabildikleri icin uretkenlik daha da artirilir ve bu da isletmenin diger alanlarina yeniden konuslandirilabilir. Daha verimli malzeme kullanimi nedeniyle robotlar tarafindan insanlara kiyasla daha az atik uretilmektedir. Durum boyle iken robotlarin maliyeti zaman icinde pahali olabilirken atik azaltilmasi verimliligin artirilmasi ve (bir maas gerektirir) insanlar uzerindeki bagimliligini azaltarak tasarruf edilebilir. Laboratuvar robotlarinin kullaniminin gelecege dogru artmaya devam etmesi ve laboratuvar robotiklerinin yeteneklerini arttirarak farkli ihtiyaclari karsilamak icin yenilikler yapmaya devam etmesi beklenmektedir. Gelistirilmis goruntuleme ve dokunmatik sensorler laboratuvar ayarlarinda degerli bir secenek saglayabilir. Bu laboratuvar robotlarinin cok hassas ve dikkatli bir sekilde calismasi icin gelismis sensorler gerekir. Cornell Universitesi’nin Organik Robot Laboratuvarinda, bir sira domatesle yolunu hisseden insan benzeri bir el, laboratuvardaki gorevleri otomatiklestirmek icin yeni yaklasimlar acacaktir. Bu robotik el Cornell Universitesi (Ithaca, NY) mekanik ve uzay muhendisligi yardimci docenti Robert Shepherd ve Organik Robot Laboratuvari’ndaki meslektaslari tarafindan tasarlanmistir. Yumusak sensorler bu laboratuvardaki arastirmanin bir parcasini olusturmaktadir ve ornegin, dielektrik elastomer sensorleri, robotik eldeki gibi dokunsal bir arayuze izin vermektedir. Shepherd’in ekibi 3D, bukulduklerinde bile hissedebilen sensorler olusturmak icin kapasitorleri yumusak malzemeler uzerine yazdirmaktadir. Parmaktakilere benzeyen sensorler olusturmak neredeyse bilim kurguya benzemektedir. Bununla birlikte, gelecekte laboratuvar robotiklerinde ortaya cikan sensorlerin bazilari, ayni derecede sasirtici yerlerden gelebilir. Gorme Duyusu Isvicre merkezli iniLabs’in kurucu ortagi ve baskani Kynan Eng, gorme isleme laboratuvar robotlari icin sicak bir konu oldugunu belirtmistir. Sensor performansi, algoritmalar ve bilgisayar performansindaki devam eden gelismeler, artan deneysel verim ve laboratuvar ekipmaninin daha fazla uyarlana bilirligini elde etmek icin otomasyon icin yeni olanaklar yaratacak gibi durmaktadir. Robotiklerin nasil kontrol edilecegini dusunurken, bir cesit goruntuleme, bir sensor yaratmak icin akla ilk gelen fikirlerden biri olabilir. Ancak bir gozun nasil calistigini ve ilgili tum sinirsel goruntu islemeyi (en azindan bilinen kisimlari) bile biraz bilen birinin, biyolojiyi taklit etmeyi onerme olasiligi dusuktur. Bunun yerine, bir kamerayla bir dizi goruntu toplamak daha basit gelebilir, ancak sorunlu noktalari degistirir. Eng, bu alanda buyuk bir zorluk, modern yuksek cozunurluklu, yuksek hizli gorus sensorleri tarafindan uretilen buyuk miktarda veriyle ilgilenmek oldugunu belirtmistir. Bu zorluklarla mucadele etmek icin Zurih Universitesi Noroinformatik Enstitusu ve ETH Zurih’teki arastirmacilar, Eng’in kameranin icadindan bu yana bilgisayar vizyonunun nasil yapildigina dair ilk temel degisIklik olarak tanimladigi dinamik vizyon sensorunu (DVS) gelistirmislerdir. Geleneksel teknolojiler goruntu yakalamak icin bir dizi kare kullanir, ancak bir kare ve digeri, bellek, islem gucu ve zamani tuketen bircok ayni bilgiyi icermektedir. Cerceveler ayrica her pikselde ayni pozlamayi kullanir, bu da cok karanlik veya cok parlak alanlarda goruntunun kalitesini azaltmaktadir. Bunun yerine, DVS aslinda gorme icin gozler tarafindan kullanilan bazi yontemleri taklit eder. Ornegin, cercevesiz olarak tamamen es zamansiz calisir ve yalnizca cekilen goruntudeki hareketler tarafindan olusturulan piksel duzeyindeki degisIklikleri isler. Eng, sensorlerin mikrosaniye zaman cozunurlugunde veri saglamasina izin vermekte ve bu, saniyede binlerce kare hizinda calisan geleneksel yuksek hizli gorus sensorlerinden daha iyi gorus saglamaktadir. Daha iyi gecici cozunurluk saglamanin yani sira, seyrek DVS veri akisi cok daha az depolama ve bilgi islem gucu gerektirir. Eng, sensorun yerel islemden dolayi buyukluk siralariyla dinamik araliginin artirildigini belirtmektedir. iniLabs bu sensoru gercek zamanli robotik dahil cesitli uygulamalar icin tavsiye etmektedir. Bir robotun gorsel giris ve hizli reaksiyonlar gerektirdigi durumlarda, DVS mukemmel bir secim yapmaktadir. Alan, guc ve agirlik onemli oldugunda daha da iyi calisir, cunku geleneksel goruntuleme cozumlerinden ucunden daha azini gerektirmektedir. Ayrica DVS, goruntuyu sensoru iceren ayni kartta isleyebilir. Lidar’i Labratuvara Baglama Bazi durumlarda, laboratuvar robotik sensorleri diger alanlarda baslamaktadir. CA, Morgan Hill’de, Velodyne LiDAR’daki bilim adamlari, LiDAR’in sokaklarda ve otoyollarda gezinmek icin kullanildigi otonom arabalar da dahil olmak uzere cesitli uygulamalar icin sensorler olusturmak icin isIk algilama ve araliklandirma (LiDAR) kullanmaktadir. Velodyne pazarlama muduru Jeff Wuendry ayrica manipulator kollarini veya aktuatorleri imalatta yonlendirmek icin de kullanildigini bildirmektedir. 10 yil once uretilen 3 boyutlu LiDAR sensorleri, fiziksel olarak daha buyuk ve oldukca pahaliydi. Velodyne teknolojisinin anahtari boyuttur. Benzersiz bolum, sensoru daha kucuk ve daha kucuk yapmak icin bircok alt bileseni minyaturlestirmektedir. Verimli Guc Donusumu (El Segundo, CA) ile calisan sirket, sadece 4 milimetrelik bir monolitik galyum nitrur entegre devresinden (IC) kati halli bir LiDAR sensoru olusturarak bunu yapmistir. Daha kucuk sensor boyutu ve kati hal tasarimina yonelik egilim, 3 boyutlu LiDAR algilamayi yeni uygulamalar icin mumkun kilmaktadir. Uretim uygulamalarinin otesinde, bu cihaz dronlarda kullanilabilir. IC tabanli sensorun kucuk boyutu ve hareketli parca eksIkligi, drone uygulamalarinda etkili bir secim olmasini saglar. Bu ilerlemeyle ilgili kurumsal literaturde Velodyne LiDAR arastirma ve gelistirme baskan yardimcisi Anand Gopalan, bu teknoloji gercekten minyaturlesmenin kapisini actigini ve Velodyne’ye bircok farkli uygulama icin cesitli form faktorlerinde LiDAR olusturma yetenegi sundugunu belirtmektedir. Yakinda, LiDAR islevselliginin cesitli yonlerini ele alan, yepyeni bir guvenilir, minyatur ve uygun maliyetli LiDAR urunlerine giden yolu acan bir entegre devreler portfoyu olusturulacaktir. Bu teknoloji 3 boyutlu lazer taramaya dayanmaktadir. IC’deki lazer diyotlari gozler gibi derinlik algisi saglamaktadir. 20 hertz’de donen coklu lazer diyotlari, IC etrafinda 360 derece ve yukari ve asagi 30 derece olmak uzere nesneler hakkinda veri toplamakta hepsi 200 metreye kadar gorebilmektedir. Bunu yapmak icin saniyede 300.000 ila 1 milyon veri noktasini isler. Bu, islenecek cok fazla veri, ancak daha yeni denetleyici algoritmalari, tum verileri her zaman kullanma ihtiyacini azaltmak icin tasarlanmistir. Ayni algilama teknolojisini kullanarak, denetleyici veri noktasi degisIkliklerine odaklanabilir ve statik veri noktalarini yok sayabilir. IC tarafindan toplanan bilgiler, yonga disi isleme icin bir denetleyiciye gitmektedir. Bu teknolojinin Puck adi verilen mevcut bir versiyonu, birbiri uzerine yigilmis iki hokey diskinin boyutudur. Bu sensorun minyaturlestirilmesi ve yeteneklerindeki ilerlemeler olasi uygulamalari genisletir. Sensor kuculdukce ve daha guclu hale geldikce, daha fazla yere yerlestirilebilmektedir. Daha ucuz hale getirmek de daha olasi kullanimlara firsat sunmaktadir. Bu kullanimlardan bazilari muhtemelen yarinin laboratuvar robotlarinda olacaktir ve kuskusuz, dronlardan veri toplamak isteyen bilim adamlari bugun bu teknolojiyi kullanacaklardir. Kucuk ve genis bir yelpazeden veri toplayan IC tabanli bir sensorun sadeligi, bircok saha calismasinda kullanisli olabilir. Ince Ayar Teknikleri Cogu laboratuvar robotu, veri toplamak icin siteler uzerinde ucmak yerine ornekleri ve aletleri tasimak icin daha ince kontrole ihtiyac duyarlar. Diger ilerlemeler gibi, oradaki gelismeler beklenmedik noktalardan gelebilir ve biri sanayi olabilir. Ornegin Macaristan merkezli OptoForce, alti eksenli bir kuvvet tork sensoru yapmaktadir. OptoForce pazarlama muduru Nora Bereczki bu sensorun robotlara dokunma hissi verdigini, boylece daha fazla gorev otomatiklestirilebildigini ve zaman kazanilabildigini belirtmektedir. Bu sensor sayesinde robotlar daha hassas hale gelecek ve insanin dokunmasi gereken gorevler otomatiklestirilebilecektir. Laboratuvarlarda bu dokunus sIklikla gereklidir. Aslinda, bazi laboratuvar uygulamalari ekip olarak calisan robotlari kullanabilir. Gorulen o ki; isbirlikci robotlar uretimde daha fazla yer alacaktir ve bu tur bir cozume buyuk bir pazar ihtiyaci vardir. Ornek olarak, tekrarlayan, monoton insan gorevlerinden bahsedildiginde laboratuvarlarda ayni tur ihtiyaclar vardir ve OptoForce sensoru sonunda bilim insanlarina da yardimci olabilir. Buna ek olarak, OptoForce sensoru yalnizca 0,1 Newton’a duyarli yuksek cozunurluk saglar ve saglamdir. Sensor yere dusse bile kirilmaz bir saglamlikta dir. Bu sensorun ince dokunusu, hassasiyeti ve saglam yapisi, laboratuvar robotlarinda degerli bir secenek haline getirir. |
| |
| Konuyu Toplam 1 Üye okuyor. (0 Kayıtlı üye ve 1 Misafir) | |
| |
Normal
