Ten inspirowany jaszczurką robot odcina własne kończyny by przetrwać

Badacze z Uniwersytetu Yale stworzyli robota, który potrafi odciąć swoje kończyny, podobnie jak jaszczurka zrzuca swój ogon, jeżeli zostanie on złapany przez drapieżnika. Może to pomóc zapobiec unieruchomieniu robota przez zdradliwy teren. Źródło: Bilige Yang/Faboratory/Yale University

Po kilku sekundach ciało wije się, zostawiając jedną z nóg pod cegłą. Robot, który odcina własne kończyny – zupełnie jak jaszczurka, która porzuca swój ogon, gdy złapie ją drapieżnik – jest tworem badaczy z Uniwersytetu Yale. Największą innowacją są stawy robota. Łącząca je substancja przypomina konsystencją gumę, jeżeli znajduje się w temperaturze pokojowej. Jednak po podgrzaniu staje się bardziej płynna, pozwalając na oderwanie kończyny. Stawy działają też w drugą stronę. Różne elementy mogą zostać ze sobą połączone, tworząc skomplikowaną maszynę. W laboratorium Yale, trzy roboty połączyły się, żeby przekroczyć przepaść, która jest za szeroka, aby mogły pokonać ją samodzielnie.

Ten samo amputujący robot zostawia swoją kończynę, po tym jak spadłą na nią cegła. Źródło: Bilige Yang / Faboratory @ Yale University

Obecnie większość robotów jest tworzona z wytrzymałych materiałów, jak metal czy plastik. Jednak zainteresowanie w „miękkich” robotach, wykonanych z elastycznych materiałów, rośnie. Zwolennicy takich tworów twierdzą, że ich giętkość pozwala robotom na poruszanie się w ciasnych przestrzeniach lub w trudnym terenie, a także na podejmowanie się delikatnych zadań, które stanowią problem dla ich sztywnych odpowiedników. Zdolność inspirowanego jaszczurką robota do zmiany własnej formy stwarza miękkiego robota, który bez problemu może się przystosować do otoczenia. „Możemy zmienić funkcje robota jak tylko chcemy”, mówi Bilige Yang, badacz podyplomowy na Wydziale Inżynierii Mechanicznej i Materiałoznawstwa, który kierował badaniami nad robotem, których wyniki opublikowano w czasopiśmie Advanvced Materials pod koniec maja. 

Zmiennokształtne roboty 

Obecnie, miękkie roboty są używane do zadań takich jak zbieranie truskawek, ale nie są jeszcze powszechne, powiedział CNN Yu Jun Tan, adiunkt na Narodowym Uniwersytecie Singapuru (NUS), który nie bierze udziału w badaniach Yanga.  Jednak w robotyce na całym świecie pracują nad miękkimi robotami, w wielu przypadkach inspirowanych naturą, przystosowanych do najróżniejszych zadań – od maleńkiego, przypominającego rozgwiazdę urządzenia do przenoszenia lekarstw w krętym jelicie, aż po meduzowatą maszynę do podwodnej eksploracji. Tan, która pracuje nad materiałami do miękkiej elektroniki i robotów, mówi, że robot z Yale jest pierwszym samo amputującym i samo rekonfigurowanym takim tworem jaki widziała. „To naprawdę fascynujący wynalazek, który może zostać użyty w wielu dziedzinach”, przyznała. 

Bilige Yang, absolwent Yale, trzyma w ręku robota zdolnego do samo amputacji. Źródło: Bilige Yang/Faboratory/Yale University

Dodała, że w przyszłości ma nadzieję na zobaczenie robotów wykonanych z materiałów biodegradowalnych, aby jak najmniej wpływać na środowisko, gdzie została by porzucona kończyna. Według Yanga, natura stworzyła własne rozwiązania, więc „nie musimy zaczynać od nowa, możemy się zainspirować”. Miękkie roboty, zdolne do porzucenia swoich kończyn, mogą być przydatne w misjach poszukiwawczych i ratunkowych wśród niebezpiecznych gruzów oraz w misjach kosmicznych, w zdradliwym terenie, opowiedział Yang. „Co, jeżeli miękki robot jest zajęty własnymi sprawami w dziczy, ale jego część zostaje uwięziona pod skałami?”, zapytał. „Jak ma on kontynuować swoją misję?”.

Trzy miękkie roboty łączą siły by przekroczyć wyrwę, która jest zbyt szeroka do samodzielnego pokonania. Źródło: Bilige Yang / Faboratory @ Yale University

Yang i jego współpracownicy planują włączenie swoich odkryć do budowy innych miękkich robotów nad którymi pracują w laboratorium Yale, pozwalając na stworzenie części większych systemów modułowych, zmieniania kształtu w zależności od przydzielonego zadania oraz na dodawaniu im nowych umiejętności. Podaje przykład robota, który nie ma wystarczającej mocy obliczeniowej, aby przetworzyć dane wejściowe ze środowiska, w którym pracuje, i jest w stanie pobrać dodatkowy mikroprocesor i zintegrować go. „Teraz możemy dostosować miękkie roboty… po tym, jak robot jest w ruchu, do swoich zadań” – powiedział. Co dalej? Yang i inni z Yale pracują nad robotem żółwiem, który może płynnie przechodzić z lądu do wody, z nogami, zmieniające się z zaokrąglonych kończyn żółwia na elastyczne, płaskie nogi żółwia morskiego.