Smolbot-vs: A soft modular robot with variable stiffness backbones

Bu tez, değişken sertlik mekanizmasına sahip özgün, mobil, modüler ve C-bacaklı bir robotu tanıtmaktadır. Robotun sertlik seviyesini ayarlama yeteneği, genellikle 'continuum' robotlarda bulunan makara temelli bir lineer aktivasyon sistemi sayesinde sağlanmaktadır. Bu sistem, üç boyutlu baskı ile üretilen yumuşak omurgalarla birlikte robotun modüler tasarımının temelini oluşturur. Bu çalışmanın literatüre temel katkısı, geliştirilen değişken sertlik mekanizmasının kontrol edilmesi ve SMoLBot'a entegrasyonudur. Robotun ve özellikle omurgaların tasarımı, tekrarlanan vaka çalışmalarıyla iteratif olarak geliştirilmiş, robotun engelleri algılama yeteneğini arttırmak ve iletken omurgalardan elde edilen verilerle sertlik ölçümünü sağlamak üzerine optimize etmiştir. Araştırmada ayrıca omurga sertliğinin modülasyonunun avantajları, özellikle de robotun sert ve yumuşak konfigürasyonlarda engebeli arazide performansını iyileştirmedeki rolü incelenmiştir. Tezdeki çalışma, omurgalar üzerinden ölçülen voltaj geri bildirimi kullanarak robotun sertliğini uç noktalar arasındaki seviyelere de ayarlayabilen bir PI kontrolcüsünün geliştirilmesini ayrıntılı olarak açıklayarak sonlandırılmaktadır. Bu kontrolcü, mobil robotlarda yumuşak sensörlerin kullanılabileceği yeni bir alan daha göstermekle beraber, robotun harici müdahaleye ihtiyaç olmadan değişken sertlik mekanizmasını denetlemesini sağlamaktadır. Periyodik yük bindirerek yapılan testlerde omurgalardan gelen voltaj verileri ile sertlik arasında bir bağlantı oluşturmuş, farklı sertlik seviyelerinde yapılan kuvvet ve yer değiştirme ölçümleri ile bu ilişki doğrulamıştır.