Rastoči robot

Italijansko-francoska skupina raziskovalcev in raziskovalk je razvila robota, ki raste tako, da se njegov trup sproti tiska, in pleza proti svetlobi, kot to počnejo rastline plezalke. Tako imenovani FiloBot se lahko prilagaja in premaguje ovire v okolici bolje kot klasični roboti, saj lahko strukturo svojega trupa prilagaja sproti. Razvoj in delovanje robota so podrobneje predstavili v reviji Science robotics.

Rastline ne rastejo v naključno smer. S fotoreceptorji in celicami, razporejenimi po glavnem poganjku, zaznavajo gravitacijo in svetlobo. Rastline smer in hitrost rasti poganjka prilagajajo tako, da kar se da povečajo izpostavljenost svetlobi. V preteklih raziskavah so že izdelali rastoče robote, ki se pri rasti in premikanju zgledujejo po rastlinskih mehanizmih. To lastnost pa oponaša tudi robot FiloBot. S senzorji, nameščenimi na glavi robota, meri smer svetlobe in gravitacije. Skupina je razvila enačbo, ki opisuje odziv rastlinskega poganjka na svetlobo in smer gravitacije. S to enačbo in podatki, pridobljenimi s senzorji, robot izračuna smer rasti.

Stebla že razvitih robotov niso bila dovolj močna, da bi lahko sama sebi nudila oporo, mehanizem rasti pa ne dovolj dodelan, da bi se lahko trdno ovil okoli opor. V novi raziskavi so želeli razviti robota z močnim in prilagodljivim trupom. Ta bi robotu omogočil, da zraste tudi v prazen prostor in tako denimo preide z ene veje na drugo. Ko doseže oporo, se je lahko oprime tako, da se okoli nje ovije kot rastlina. Kako pa lahko robot raste? Glava robota ni zgolj senzor, temveč tudi 3D-tiskalnik, ki pod seboj sproti tiska telo iz PLA-plastike. Telo sproti raste, glava se premika naprej, sproti natisnjeno telo pa glavi nudi oporo.

Tiskanje telesa robotu omogoča, da raste s hitrostjo dva do sedem milimetrov na minuto. Robotska glava lahko rast trupa prilagaja s temperaturo in hitrostjo tiska. S prilagajanjem teh dveh parametrov oponaša rast poganjka rastline plezalke. Robot za močnejše, a težje steblo zviša temperaturo in zmanjša hitrost tiska. Plastični filament tako bolje oblije prejšnji sloj, nov sloj pa je močnejši, a tudi debelejši in težji. Močnejši trup robot potrebuje, ko raste iz tal ali pa ko se  ovije okoli nove opore. Ko robot raste v prazen prostor, pa mora težo stebla zmanjšati. Temperaturo tiska takrat zniža, hitrost pa poviša. Nov sloj je zato tanjši in lažji, stičišče s prejšnjim slojem pa je manjše, steblo je tam zato šibkejše.                          

V nepredvidljivi okolici, kjer robotom ne moremo vnaprej začrtati želene poti, si lahko po mnenju skupine pomagamo z roboti, kot je danes predstavljeni FiloBot. Morda pa nas bodo nasledniki današnjih rastočih robotov v prihodnosti lahko reševali iz razbitin in raziskovali ljudem nedostopne kotičke sveta.

Kot rastlina plezalka sta plezala FiloBot in vajenec Leon.