Fluid Wire Robotics, Robotik Geliştirmeler İçin Akışkan İletimini Nasıl Kullanıyor?

Fluid Wire Robotics (FWR), aşırı ortamlarda robotik alanındaki temel sınırlamalardan biri olan çok yönlü, güvenilir ve ölçeklenebilir çözümlerin eksikliği sorununu çözmek amacıyla kurulmuş bir İtalyan startup şirketidir.
Advanced robotic arm performing satellite servicing in space

Ben Ivan De Leonardis; Fluid Wire Robotics’in (FWR) Kurucu Ortağı ve Pazarlama Müdürüyüm; inovasyon ve problem çözmek benim oyun alanım. Teknoloji ve inovasyon konusunda benim kadar tutkulu olan FWR’nin kurucu ortaklarıyla birlikte, insanları ve teknolojiyi bir araya getirerek karmaşık problemlerin üstesinden gelmek ve robotikte sınırları zorlamak için çalışıyorum.

Çok yaygın bir problemle başladık: şu anda, zorlu ortamlarda (radyasyon varlığında, su altında, uzay boşluğunda veya patlayıcı ortamlarda) çalışmak üzere tasarlanan robotlar genellikle çok pahalı, oldukça uzmanlaşmış ve teknik olarak kompleks. Bunları kullanırken ek koruma önlemleri uygulamak ve önemli yapısal değişiklikler uygulamak gerekiyor; bu da robotların karmaşıklıklarını, maliyetlerini, ağırlıklarını ve hacimlerini büyük ölçüde artırıyor ve performanslarını ve çok yönlü kullanımlarını olumsuz etkiliyor.

Akışkanlı Aktarım: Ekstrem Ortamlar İçin Verimli Bir Teknoloji

Ekstrem ortamlarda pahalı ve karmaşık robotlar sorununu nasıl çözdük? Tescilli akışkanlı aktarım (fluid transmission, akışkanlı tahrik aktarım) teknolojimiz olan “Akışkan Kabloları”nı (Fluid Wires) temel alan elektrikli, kuvvet kontrollü robotik kollar geliştirerek. Bu teknoloji, motorlar ve sensörler gibi tüm elektriksel ve elektronik bileşenlerin uzakta, harici bir tahrik (actuation) ünitesinde konumlandırılmasına olanak sağlar. Bu sayede, robotik kol yapısında bütünleşik elektrik gücü bulunmaz, son derece hafiftir ve dinamik özellikler, kuvvet kontrol kalitesi ve güvenilirlik açısından çok yüksek performans sağlar.

Elektrikli tahrik üniteleri (actuators) kol yapısından uzağa yerleştirilerek ve eylemleri Akışkan Kabloları gibi çok yüksek verimli bir iletim sistemi aracılığıyla aktarılarak, robotik kolun ağırlığı ve eylemsizlik momenti (inertia) önemli ölçüde azaltılır. Bu, çok kırılgan ve pahalı olan kuvvet veya tork sensörleri kullanılması gerekmeden, kolun çevresiyle etkileşime girdiği kuvvetin çok hassas ve güvenli bir şekilde kontrol edilmesine yardım eder.

Robotik kol, akışkan kabloları aracılığıyla harici bir tahrik ünitesine bağlanır.
Robotik kol, akışkan kabloları aracılığıyla harici bir tahrik ünitesine bağlanır.

Aynı tahrik modülünün robotun her serbestlik derecesini (DOF, degree of freedom) hareket ettirmek için kullanılmasına olanak sağlayan modüler sistem tasarımı, farklı kullanım durumları için büyük bir tasarım ve özelleştirme kolaylığı sağlar.

Ayrıca, Akışkanlı Kablo teknolojisinde, pahalı ve kırılgan bileşenler yerine geleneksel ve kolayca bulunabilen malzemeler ve talaşlı imalat kullanıldığı için maliyetler düşük ve üretim süresi minimumda tutulur. Çözümün ölçeklenebilirliği, robotların farklı uygulamalara hızla uyarlanmasına olanak sağlayarak çok yönlülüklerini artırır ve çeşitli pazarlarda kullanıma açar.

Malzeme Seçiminde Karşılaşılan Mühendislik Zorlukları

Bu sonuca ulaşmadan önce kapsamlı bir akademik araştırma yürütmemiz ve ana tasarım değişkeni olan malzemelere özellikle dikkat etmemiz gerekiyordu. Seçilen malzemeler için kriterler şunlardı:

  • Nükleer uygulamalarda radyasyona direnç
  • Uzay uygulamalarında vakuma direnç
  • 300°C’ye kadar olan işlemler için yüksek sıcaklıklara dayanıklılık
  • Binlerce metre derinliğe varan su altı ortamlarında su geçirmezlik ve basınca dayanıklılık.

Ek olarak, özellikle önemli bir diğer zorluk, her DOF için aynı modülün tekrarlanması özelliğine sahip olan modüler bir mimari geliştirmekti. Teknik düzeyde, her modülün, sistemin karmaşıklığını artırmadan veya performansını etkilemeden, belirli gereklilikleri karşılayacak şekilde kolayca değiştirilebilmesini sağlayabildik.

Kontrollü bir ortamda radyoaktif malzemeleri işleyen robotik kol.

Radyoaktif malzemeleri taşıma, devre dışı bırakma görevleri ve sıcak hücrelerde ve eldivenli kutularda radyoaktif su altında kontroller yapmak için tasarlanmış robotik kol.

Denizaltı bakım ve onarım işlemlerini gerçekleştiren robotik kol.

Denizaltı bakımı, açık deniz enerji operasyonları, derin deniz araştırmaları ve çevresel izleme için tasarlanmış FWR robotik kolu.

Kontrollü bir ortamda radyoaktif malzemeleri işleyen robotik kol.
Denizaltı bakım ve onarım işlemlerini gerçekleştiren robotik kol.

FWR’nin Üzerinde Çalıştığı Diğer Testler ve Endüstri İşbirlikleri

Yakın gelecekte, robotlarımızı TRL 4’ten TRL 5 ve 6’ya çıkarmayı amaçlıyoruz. FWR için sıradaki adımlar iki ana stratejik alana odaklanıyor: teknolojiyi gerçek çalışma ortamlarında doğrulamak ve endüstriyel iş birliklerini genişletmek.

İlk hedef için, robotlarımızın radyoaktif malzemelerle çalışmasını simüle etmek ve nükleer tesislerdeki uzaktan inceleme ve bakım operasyonlarını test etmek için bir radyasyon ve yüksek sıcaklık testleri sürecine gireceğiz. Ayrıca sistemimizin, uzay görevleri sırasında yörüngede çalışabilme kabiliyetini göstermek için (vakum ve yüksek uzay sıcaklık aralıklarını simüle eden) termovakum odalarında testler yapacağız.

İkinci hedefimiz için ise, şu anda pazara sürüm süresini kısaltacak stratejik ortaklıklar kuruyoruz:

  • Nükleer sektörü: Mevcut ve yeni nesil nükleer santrallerin devre dışı bırakılması ve bakımı projelerinde büyük endüstri oyuncularıyla iş birliği yapmayı hedefliyoruz
  • Uzay sektörü: ESA-BIC iş geliştirme programının desteğiyle, uydu bakımı ve aktif uzay enkazının temizlenmesi gibi uygulamalar için uzay ajansları ve özel şirketlerle işbirliği yaparak uzay sektöründe pilot projeler başlatacağız.

Bu saha doğrulaması aşaması tamamlandıktan sonra, FWR başlangıçta endüstriyel ortakların özel ihtiyaçlarını hızla karşılamak için mini ölçekli serileri kullanıma sunarak ticari lansman ve üretim ölçeklenebilirliğine odaklanacaktır.

Fluid Wire Robotics hakkında daha fazla bilgi edinin: https://www.fluidwirerobotics.com/ 


Sizin faaliyet sektörünüzde robotik nasıl gelişiyor? Fluid Wire Robotics, karşılaştığınız hangi zorlukların üstesinden gelmenize yardım edebilir? Görüşlerinizi duymak isteriz; aşağıya yorum bırakarak düşüncelerinizi paylaşabilirsiniz.

Comment(0)