Robotska metamorfoza

Pri razvoju novih tehnologij znanstveniki in znanstvenice navdih pogosto poiščejo v naravi. V reviji Nature so tokrat našli inspiracijo v gosenici, po kateri so razvili mehkega robota, ki lahko za lažje gibanje v določenem okolju spremeni obliko.

V živalskem kraljestvu najdemo številne organizme, ki spreminjajo svoj način gibanja in obliko glede na okolje, v katerem se nahajajo. Med njimi je znanstvenike navdihnila gosenica vešče Patania ruralis, ki ob znaku nevarnosti spremeni svojo obliko tako, da se zvije v kolobar ter odkotali stran od potencialnih plenilcev.

Novi robot lahko tako kot gosenica zavzame dve izraziti obliki, podolgovato in valjasto. Preobrazbo iz ene oblike v drugo nadzira napihljiv mehur, ki se nahaja v njegovi notranjosti. Ogrodje robota je narejeno iz silikona, zato je dovolj mehko in prožno, da se lahko prilagodi različnim velikostim mehurja. Raztegljivo vezje robota pa omogoča neprekinjeno delovanje kljub deformacijam, ki nastanejo med preoblikovanjem.

V podolgovati obliki robot posnema gibanje gosenice, imenovano pednjanje, za katerega je značilno, da žival z nogami ali priseski zagrabi podlago, nato pa pomakne preostali del telesa naprej. Robot si pri oprijemu podlage pomaga z nogami, ki se nahajajo na obeh koncih njegovega telesa. Noge so narejene iz silikonskih mehurčkov, ovitih z blagom. Ko se mehurčki v nogi napihnejo, začnejo štrleti iz ovojev, zato se trenje med nogami in površino poveča, kar povzroči boljši oprijem robota s podlago. 

Kadar se robot prelevi v svojo valjasto podobo, lahko posnema kotaljenje gosenice. To gibanje mu omogočajo manjši zračni mehurji, ki so nameščeni po obodu napihnjenega robota. Mehurji se drug za drugim sinhrono napihujejo in spuščajo, kar povzroči kotaljenje robota.

Robot se tako kot gosenica samostojno odloči, katera oblika je najbolj primerna za določeno okolje. Za iskanje optimalnega gibanja robota so se znanstveniki in znanstvenice poslužili uporabe simulacij. Pri tem so razvili algoritem, ki je za posamezno okolje izbral obliko robota, s katero je v simulaciji prečkal poligon v najkrajšem času.

Učinkovitost mehkega robota je znanstvena ekipa preizkusila tako v simulacijskem kot v realnem okolju, in sicer med gibanjem po ravni površini ter po klancu. Njegovo učinkovitost so primerjali tudi z robotom, ki je imel enak mehanizem in sistem vodenja, vendar pri gibanju ni spreminjal oblike. Tako so ugotovili, da lahko mehki robot s spreminjanjem svoje oblike prečka isto okolje bolj učinkovito kot robot s konstantno obliko.

Predstavljeni mehki robot je le korak v razvoju robotov, ki so zmožni pametno prilagajati svojo obliko glede na okolje, v katerem se nahajajo. Z dodatnim razvojem tehnologij na področju mehke robotike in umetne inteligence pa lahko v prihodnosti pričakujemo robote, ki bodo svojo obliko zmožni prilagajati v bolj zahtevnih okoljih, denimo pri gibanju tako na kopnem kot v vodi.

Svoje znanje je z vami preobrazila vajenka Rebeka.