מה הופך רובוט ל"רך"
רובוטיקה רכה (Soft Robotics) היא תת-תחום שבונה רובוטים מחומרים גמישים במקום מחוליות קשיחות, כדי שהגוף עצמו יהיה בטוח במגע ויסתגל לצורת העצם שהוא נוגע בו. ההבחנה אינה ציורית אלא נמדדת: החומרים המקובלים ברובוטיקה, מתכות ופלסטיק קשיח, קשיחים בכמה סדרי-גודל מהחומרים שמהם עשויים יצורים חיים, כמו עור ורקמת שריר. במאמר-סקירה מ-2015 הגדירו דניאלה רוס ומייקל טולי רובוט מסוג רך כמערכת שמסוגלת לפעול בעצמה ובנויה בעיקר מחומרים שקשיחותם בטווח של רקמה ביולוגית רכה.
בטיחות במגע: למה גוף קשיח מסוכן
גוף שבנוי מחוליות ומפרקים אינו בטוח במגע עם אדם, ולכן נוהג מקובל בבתי-חרושת הוא להפריד בין מרחב העבודה של האדם למרחב של המכונה. חומר גמיש סופג חלק ניכר מאנרגיית ההתנגשות במקום להעביר אותה הלאה, וכך המגע עצמו נעשה פחות מסוכן. זהו אותו היגיון שמאפשר רובוט משתף-פעולה לעבוד ליד אדם בלי גדר, אלא ששם הבטיחות נשענת על שילוב של מבנה קל, הגבלת כוח ומהירות וחיישנים שעוצרים במגע, וכאן על גמישות הגוף כולו.
הסתגלות לחפץ ולמקום
היתרון השני הוא הסתגלות. מלקחיים רכים נצמדים מאליהם לצורת החפץ, ולכן אחיזה רובוטית של עצמים שאינם ידועים מראש נעשית פשוטה יותר לבקרה: אין צורך לחשב מראש היכן בדיוק ייגעו האצבעות. היתרון השלישי הוא גישה. גוף שמשנה את צורתו נדחק למקומות שגוף קשיח אינו נכנס אליהם, ולכן הוא נבחן גם לשימוש בתוך גוף האדם עצמו.
איך מזיזים גוף בלי מפרקים
בלי מפרקים אין לאן להבריג מנוע, ולכן התנועה נוצרת מן החומר עצמו: כאן אקטואטור אינו רכיב שמורכב על השלד אלא חלק מן הגוף עצמו. אחת הדרכים היא רשת תעלות בתוך אלסטומר, והזרמת אוויר בלחץ מנפחת אותן; אי-סימטריה מכוונת בתכנון גורמת לחלק להתכופף לכיוון מסוים.
משפחה אחרת היא פולימר בעל זיכרון-צורה, שחוזר בחימום לצורתו המקורית, אך תגובתו איטית והכוח שהוא מפיק בדרך-כלל קטן.
מה שמקל על המגע מקשה על הבקרה
בדיוק התכונה שהופכת את הרובוט הרך לשימושי, הגמישות, היא שמקשה לשלוט בו. המתמטיקה שנבנתה במשך מאות שנים לתכנון גופים קשיחים אינה מתרחבת בדרך-כלל לגוף מתעוות, ולכן חלק מהרובוטים הרכים מתוכננים בעזרת כלים אוטומטיים, ובהם אלגוריתמים אבולוציוניים, שמחפשים בבת אחת את הצורה, את החומר ואת הבקר. גם החיישנים שונים: חישה מישושית ברובוט רך נמדדת לרוב דרך העיוות של החומר עצמו.
הכבל שעדיין מחובר, ומה כבר עובד
רוב הרובוטים הרכים במעבדה עדיין קשורים בכבל שמספק אוויר או חשמל, משום שמקורות-הכוח עצמם אינם רכים ואינם קטנים. ב-2016 דיווח צוות בראשות מייקל ונר בכתב-העת Nature על הפעלה ללא כבל של רובוט העשוי כולו מחומרים רכים, שדלק נשמר בגופו ופירוקו הכימי מייצר את הגז המניע אותו. בשטח נבחנים רובוט כירורגי רך, שמשנה את צורתו כדי לעקוף מבנים בתוך הגוף, חליפות לבישות לשיקום ולהגברת כוח, ורובוט שעמד ב-2021 בלחץ במקום העמוק ביותר באוקיינוס.