Motorlar Rafta: Hava Kaslı Bipedal Robot Dikkat Çekiyor

1987 yılında, robotik konusunda hiçbir profesyonel eğitimi olmamasına rağmen bu alana derin bir tutkuyla bağlı olan İngiliz fotoğrafçı Richard Greenhill, bagaj taşıma gibi günlük işleri yapabilen gerçek boyutlu bir insansı robot inşa etme hayali kurdu. O dönemde Intergalactic Robots adlı bir girişimde çalışmasına rağmen, iş arkadaşlarını böyle bir makine yapmaya ikna edemeyen Greenhill, projesini kendi imkanlarıyla evinin tavan arasında hayata geçirmeye karar verdi.

Greenhill, projesini geliştirmek için kendisi gibi teknoloji meraklısı yaklaşık bir düzine kişiyi bir araya getirerek haftalık buluşmalar organize etti. Her Çarşamba akşamı, Greenhill'in eşi Sally'nin hazırladığı spagettiler eşliğinde toplanan grup, eski yazıcılardan sökülen parçalar ve hurdalıklardan toplanan malzemelerle deneyler yapmaya başladı. Kendilerine "Shadow Group" adını veren bu ekip, zamanla birçok farklı robot inşa etse de asıl odak noktaları iki bacaklı "Shadow Walker" isimli insansı robot oldu.

Robotun tasarımı, Greenhill'in arkadaşı ve robotik/animatronik uzmanı David Buckley tarafından, insan kemik yapısını ve kas hareketlerini anlatan tıp kitapları referans alınarak oluşturuldu. Akçaağaçtan yapılan iskelet, basitleştirilmiş bir yapıya sahipti; alt bacakta tek bir kemik ve her ayakta geniş tek bir parmak bulunuyordu. Ayak bileğindeki çift eksenli tasarım iki derecelik hareket imkanı sunarken, diz yapısı karmaşıklığı önlemek adına diz kapağı olmadan tasarlandı.

Greenhill, robotun hareketleri için geleneksel motorlar yerine basınçlı hava sistemini tercih etti. 1950'lerde pnömatik sistemlerle kas yapısını taklit etmek için icat edilen McKibben kaslarının bir versiyonu olan 28 adet "hava kası" kullanıldı. Bu kaslar kalça, diz, ayak bileği ve ayak parmakları olmak üzere sekiz ekleme bağlanarak robota 12 serbestlik derecesi kazandırdı. 168 cm boyunda, 46 cm genişliğinde ve yaklaşık 38 kg ağırlığındaki robotun başsız gövdesinde kontrol valfleri, elektronik devreler ve bilgisayar arayüzleri yer alıyordu. Ekip, robotun dengede durmasını ve itildiğinde merkezini yeniden bulmasını başarsa da, yürüme eylemi çok daha zorlu bir meydan okuma olarak ortaya çıktı.

Gruba genç yaşta katılan Rich Walker, robotun dengede durmasını sağlayacak yazılımlar geliştirmeye odaklandı. Walker, dengeleme sorunlarını çözmek için sinir ağlarını (neural networks) kullanmaya çalıştı; ancak sensörlerin ve valflerin güvenilmezliği ile robotun genel kırılganlığı gibi donanımsal engellerle karşılaştı. Zamanla ekip, robotu kontrol etmek için standart bir rutin kütüphanesi oluşturdu ve Walker, 1999 yılında Shadow Walker'ın detaylı teknik açıklamasını kaleme aldı.

Shadow Walker geliştirilirken, endüstriyel robotik dünyası da hızla ilerliyordu. 1961'de ilk endüstriyel robot Unimate piyasaya sürülmüş, 1987'de ise Uluslararası Robotik Federasyonu kurulmuştu. Honda, 1986'da başladığı deneysel çalışmalar sonucunda 1996'da 183 cm boyunda ve 210 kg ağırlığında olan, stabil ve otonom yürüyebilen P2 modelini tanıttı. Bu teknolojik sıçrama, daha sonra dünyaca ünlü ASIMO'nun yolunu açtı.

1980'lerin sonunda toplumda robotlara karşı hem büyük bir hayranlık hem de korku hakimdi. İş dünyası verimlilik artışı beklerken, işçiler işlerini kaybetmekten korkuyordu. Askeri uzmanlar insan askerlerin yerine savaşacak robotlar hayal ederken, filozoflar zekâ kavramının yeniden tanımlanacağını düşünüyordu. Bu karmaşık vizyonlar arasında, Glasgow'daki Turing Enstitüsü'nün kurucu ortağı Peter Mowforth, 27-28 Eylül 1990 tarihlerinde düzenlenecek olan "1. Uluslararası Robot Olimpiyatları"nı duyurdu. Mowforth, robotların gerçek yeteneklerini ve sınırlamalarını görmek için bu etkinliği bir test alanı olarak kurguladı.

Dünyanın dört bir yanından üniversiteler, endüstriyel devler ve hobi gruplarından toplam 50'den fazla robotun katıldığı bu olimpiyatlarda, Shadow Walker pnömatik kaslarını rakiplerinden gizlemek için pantolon giydirilmiş şekilde yarıştı. Ancak etkinlik hayal kırıklıklarıyla doluydu; birçok robot pürüzsüz zeminler dışında çalışamadığı için halılara takıldı. Şaşırtıcı bir şekilde, 19. yüzyıla ait tamamen mekanik bir Japon Okçu robotu, kendisinden 100 yıl genç rakiplerini geçerek cirit atmada altın madalya kazandı. Genel şampiyon ise Japonya'dan gelen Yamabico oldu, ancak İngilizce konuşamadığı için konuşma kategorisinde diskalifiye edildi. Shadow Walker ise tek bir adım bile atamadığı için bipedal (iki ayaklı) yürüyüş yarışını Cardiff Üniversitesi'nin robotuna kaybetti.

Shadow Walker'ın başarısızlığına rağmen, Shadow Group'un vizyonu yok olmadı. 1997 yılında bir müşterinin robotik bacak talebiyle profesyonelleşen grup, resmi bir şirket kurarak bugün İngiltere'nin en eski robotik şirketi olan "Shadow Robot"a dönüştü. Rich Walker, Cambridge Üniversitesi'ndeki eğitiminin ardından şirkete teknik direktör olarak katıldı. Şirket, yürüyen robotlar yerine yüksek hassasiyetli robot ellere odaklanmaya başladı. 90'ların sonunda sadece bir bardak birayı tutabilen ilk el modelleri, bugün 20 motor ve 24 serbestlik derecesine sahip, insan elinin çevikliğini taklit eden ileri teknoloji ürünlere dönüştü.

Günümüzde, humanoid robotların halkla ilişkiler açısından etkileyici olduğu ancak gerçek başarının "uzmanlaşmış çeviklikte" yattığı kabul ediliyor. Shadow Robot'un yöneticileri, fabrikaya yürüyerek giren bir robotun etkileyici olduğunu ancak nesneleri güvenilir şekilde manipüle edebilen bir robotun dönüştürücü olduğunu vurguluyor. 2025 yılında Pekin'de düzenlenen Dünya İnsansı Robot Oyunları'ndaki robotlar, 35 yıl önceki olimpiyat katılımcılarını geride bıraksa da, insan yapımı ortamlarda tamamen sorunsuz hareket edebilen "gerçekten kullanışlı" insansı robotlar için hala gidilecek uzun bir yol olduğu görülüyor.