Texas, Houston'daki Johnson Uzay Merkezi'nde robot uzmanı Ron Diftler ve ekibinin geliştirdiği Robonaut, şu anda el becerisi açısından dünyadaki en gelişmiş robot. Robonaut'un gövdesinin üst kısmı, kafa, torso, çok eklemli iki kol ve 5 parmaklı iki eliyle insana benziyor. Basınçlı eldivenleriyle bu robot bir gün uzayda yürüme görevlerinde astronotlara yardımcı olacak. Hatta uzayda onarım işlerini de kendi başına yürütebilecek düzeye gelecek. Ayrıca yörüngeye oturtulup, Uluslararası Uzay İstasyonu'na çeki düzen vermesi veya Mars'ta insanlar için yerleşim bölgesi kurulmasına yardımcı olması planlanıyor.

NASA'nın geçen ilkbaharda başlattığı yeni bir girişim Robonaut ve benzerlerinin daha da gelişmesini hızlandıracak. İnsan-Robot Teknoloji Programı adı verilen bu girişimin hedefi, elleriyle yararlı işler yapabilecek akıllı robotlar geliştirmek. Bu, bilim adamlarının "otonom mobil manipülasyon" olarak isimlendirdikleri bir projenin parçası. Projenin nihai hedefi 20 yıl içinde 6 yaşındaki bir çocuğun el becerisine sahip bir robotu geliştirmek.

Robotlarda El Becerileri Ne İşe Yarayacak?

"Otonom mobil manipülasyon, Hubble teleskobunun onarımı veya genel maksat çalışmalarda çok işe yarayacak" diye konuşan Massachusetts Institute of Technology'deki yapay zekâ laboratuvarından Russ Tedrake, "Bu da şu anlama geliyor. İnsanlar güvenlik, maliyet yüksekliği veya yalnızca tembellik gibi nedenlerle gidemedikleri yerlere robotları gönderebilir. Bugünün robotları uzayda onarım yapmaktan çok, yeryüzünde çöp toplamayı tercih ediyor. Oysa bu proje ayrıca protez ve tıbbi cihaz üretimine büyük ölçüde yarar sağlayacak" diyor.

Bilim adamları robotların el becerilerini artırma konusu üzerinde onlarca yıldır çalışmalarına karşın, -özellikle ABD, Almanya ve Japonya'da- navigasyon ve yürüme gibi becerilere daha fazla zaman ve maddi olanak ayırmış. Sonuçta ortaya yürüyebilen, ancak gittiği yerde ciddi bir iş yapmayan robotlar çıkıyor. "25 yıl sonra koridor boyunca duvara çarpmadan yürüyebilen robotlar yapmayı başardık" diye konuşan Johnson Uzay Merkezi'nden robotik sistemler bölümü sorumlusu Robert Ambrose, "Ancak robotu niçin yürüttüğümüzü unuttuk" diyor.

Robotların gerçek dünyada el becerisi kazanması için gerekli olan sensör, aktüatör ve bilgisayar programlama tekniklerindeki gelişmelere paralel olarak artık bu eski tablo değişiyor. En son kontrol sistemleri, robotların çevrelerini daha hassas bir şekilde algılamalarını, hareket yeteneklerini artırmalarını ve çevrelerindeki nesnelerle daha doğal ilişkiler kurmalarını sağlıyor.

El Becerileri Kazandırmanın Yolu

Robotlara el becerisi kazandırmak niçin bu kadar zor? Bir kere, bu beceri hızlı hareket ve doğru geri besleme gerektirir. Böylece robotun "beyni" parmakların tam olarak nerede olduğunu ve nesneyi ne şiddette kavradığını kontrol edebilir. Bu kolay değildir. Geleneksel robotların hareketleri tutuktur ve her bir eklemin pozisyonu her zaman hassas bir şekilde kontrol altında tutulur. Bu, önceden belirlenmiş montaj hattında çalışan robotlar için yararlı bir beceridir, ancak işlerin önceden belirlenmediği gerçek yaşamda bir yarar sağlamaz.

Diğer bir problem de farklı nesnelerin farklı bir kavrama derecesi gerektirmesidir. Bir kahve fincanını tuttuğunuz, arabanızı çalıştırdığınız veya bu sayfayı çevirdiğinizde parmaklarınıza binen yük farklıdır. Bu da robotların altından kalkamayacakları bir iştir, çünkü robot ya önüne çıkabilecek tüm nesneleri tutabilecek şekilde programlanacak, ya da ne gördüğüne veya ne hissettiğine bağlı olarak kavrama yeteneğini ayarlama becerisine sahip olacaktır.

Yeni nesil robotlar çevrelerindeki dünyaya çok daha duyarlıdır. Bunların hareketleri, her parmağın tam pozisyonuna göre değil, harcadıkları kuvvete bağlı olarak kontrol edilir. Robonaut'un her bir kolunda 150 sensör bulunur. Bunlar yalnızca eklem pozisyonlarını tespit etmezler; aynı zamanda temas kuvvetlerini, gerginliği, koldaki gerilmeyi, ısı akışını ve diğer değişkenleri de tespit ederler. Robotun üzerindeki bilgisayar sensörlerden gelen sinyalleri analiz eder ve koldaki elektrik motorlarına komut gönderir. Örneğin, robotun eli bir nesneye değdiği zaman, insanların kahve fincanını tutarken parmaklarını doğal olarak büküp kıvırması gibi, teması algılar ve parmaklarını nesnenin şekline göre ayarlamaya çalışır.

Bu yaklaşımdan yola çıkarak üretilen Robanout şimdiden çok etkileyici işler yapabiliyor. Sözgelimi cımbız yardımı ile minik bir cıvatayı çıkartabiliyor. Merdiven çıkarken tırabzanı kavrayabiliyor tutabiliyor, astronotların uzay yürüyüşlerinde yaptığı gibi kanca atıp kendini güvenceye alabiliyor. Hubble Teleskopu'nun üzerindeki kapaklardan birinin kopyasını açmak, kapatmak için el aleti kullanabiliyor.

Sorun böylece çözülmüş oluyor mu? Tam değil. Burada bir anlamda hafif bir "kandırmaca" söz konusu. Şimdilik Robonaut kısmen bir "teleoperatör" tarafından kontrol ediliyor. Bu teleoperatör, sanal-gerçeklik özelliği taşıyan bir eldiven ve kask üzerinden görsel ve dokunma duyusuna ait geri besleme sinyalleri alıyor. Bunun yanı sıra robota yaptırmak istediği hareketleri fiilen yapıyor. Pek çok durumda teleoperatör robotun beyni ve gözleri gibi hareket ediyor. Başka bir robot teknolojisinde, insan, robotun el hareketinin yalnızca bir yönünü kontrol ediyor-bileği bükmek gibi- ; bu arada robot geriye kalan hareketleri kendi başına yapıyor.

Bütün bunlar basit ve tekrarlayan işlerde yarar sağlıyor. Kuşkusuz herkesin hedefi tam anlamıyla otonom bir robot ­verilen bir görevi kendi başına tamamlayan- üretilmesi. Böyle bir robotun tasarlanmasında en önemli kısım, beyninin güncelleştirilmesi. Bu hedefi tutturmak için NASA ekibi MIT, Nashville'deki Vanderbilt Üniversitesi , Los Angeles'teki Güney Kaliforniya Üniversitesi ve Amherst'deki Massachusetts Üniversitesi ile işbirliği yapıyor. Her bir grup Robonaut'un farklı yönlerini kontrol etmek için kendi yazılımlarını test etti. Bu şekilde robota alet kullanmayı, atölyede montaj hattını izlemeyi, hatta mimik ve jestleri tanımayı öğretmeyi planlıyorlar. Hedefleri, robotun gerçek çalışma ortamlarında, teleoperatörler olmadan insanlarla birlikte çalışmasını sağlamak.

Şimdilik her grup kendi robotunu yaratmış durumda. Massachusetts Üniversitesi'nde üretilen "Dexter" nesneleri kullanmayı öğreniyor. Dexter, üç parmaklı eliyle nesneye uzanmayı, nesneyi tutmayı, havaya kaldırdıktan sonra yeniden yerine bırakmayı beceriyor. Ve bunu farklı nesneler için yapabiliyor.

Robonaut'tan farklı olarak Dexter, devasa kütlesiyle insana benzemiyor. Stereo kameralı bir kafa, iki kalın kol ve iki elden oluşan Dexter, raflarda bulunan makine parçalarından yapılmış. Ancak Dexter'in vücudu değil, "beyni" önemli. Robot uzmanı Roderic Grupen, robotun çocuğunki gibi öğrenebilen bir beyne sahip olduğunu söylüyor.

Dexter'in beyni, gerçek yaşamda edindiği deneyimleri biriktirerek öğrenmek üzere tasarlanmış. Her manevrada robot ne kadar güç harcadığını, elini ne kadar uzattığını, ne şiddette kavradığını kaydediyor. Böylece Dexter yeni bir nesneye baktığı zaman, nesnenin büyüklüğüne ve şekline ilişkin bilgileri beynine gönderiyor. Daha sonra bu bilgileri belleğindeki diğer nesnelere ilişkin bilgilerle karşılaştırıyor. Ve istatistiksel hesaplamalar yaparak yeni uzanma ve kavrama kararları alıyor. Deneylerden birinde Dexter bir alışveriş torbasına farklı boyutlardaki plastik şişeleri yerleştirmeyi başardı. Dexter bunun yanı sıra Grupen'in "alan genellemesi" adını verdiği bir özelliği sayesinde yeni durumlara uyum sağlıyor. Sözgelimi bir elmayı kavramak için iki parmağını kullanan Dexter, büyük bir plaj topunu iki kolunu birden kullanarak tutuyor. Sonuçta 6 yaşındaki bir çocuğun yapabileceklerini daha iyi becerebiliyor.

Bilim adamları Robonaut ve Dexter gibi robotları üretmekle, gerekli olan donanıma sahip olduğumuzu kanıtlıyor. Eksik olan, bunları nasıl kontrol edeceğimizi bilememek. Bu arada bilim adamları el becerisi ile hareketlilik ve navigasyon becerisini de birleştirmeyi planlıyor. Örneğin Grupen'in ekibi bu amaca yönelik olarak, robotik bir platforma Dexter'inki gibi kol ve bacaklar ilave ederek, tekerlekli bir robot üretti. Şimdi hareket yeteneğine sahip olan robotun kapı açmak, nesneleri tutmak gibi beceriler kazanması için uğraşıyorlar.

NASA'dan bilim adamları yeni yazılımları test ederek robotik astronotların hareketleri ile başka bir mobil robotun hareketleri arasında eşgüdüm sağlamaya çalışıyor. Bu durumda yakınlarında çalışan insanlar robotlara ne yapmaları gerektiğini söyleyebilecekler. Her şeyin planlandığı gibi gitmesi durumunda böyle bir sistem birkaç yıl içinde uzay görevleri için hazır duruma gelecek.

Cumhuriyet Gazetesi, Bilim Teknik Eki, 25 Şubat 2006

Çeviren: Reyhan Oksay

New Scientist, 4 Şubat 2006

Arama önerileri: robot el, robot kol, robotik, android robotlar, humanoid robot, insansı robot, robot teknolojisi,

© 2000-2008
ilker Fıçıcılar
F.U.E.L
Bilim
www . Bilim Bilmek . com