Konstruktorzy robotów szukają inspiracji w przyrodzie. Powstają nowe „gatunki” maszyn, które poruszają się jak owady – biegają, skaczą i fruwają. Są też takie, które poruszają się w reakcji na światło

Nowa robotyczna miękka materia, wynaleziona przez badaczy z Uniwersytetu Północnozachodniego w Illinois ożywa trafiona światłem – zgina się, obraca i pełza. Hybrydowy polimer porusza się bez skomplikowanego sprzętu, hydrauliki i elektryki, a dzięki naprzemiennej ekspozycji na światło.

Pełzanie przez czołganie

Struktura składa się z nanoskalowych zespołów peptydowych, które odprowadzają molekuły wody z materiału. Kiedy materiał zostaje oświetlony, zmienia się z hydrofilowego (przyciągającego wodę) w hydrofobowy (odporny na wodę). Gdy wydala molekuły wody przez „rurki” peptydowe, kurczy się – i ożywa. Gdy światło jest wyłączone, woda ponownie rozszerza materiał. Przypomina to działanie mięśni – skurczanie i rozkurczanie włókien, których komórki zasila paliwo chemiczne. Zginanie nowego materiału może zachodzić w różnych kierunkach, w zależności od tego, gdzie pada światło. Zmiana jego kierunku może również zmusić obiekt do obrócenia się podczas pełzania po powierzchni – opisują badacze w artykule naukowym, opublikowanym pod koniec czerwca.

Adres filmu na Youtube: https://www.youtube.com/watch?v=JomYa-yLDTY

Materiał pełza po powierzchni pod wpływem zmian natężenia i kierunku światła
Źródło: Li, C., Iscen, A., Sai, H. i in. Supramolekularne – kowalencyjne polimery hybrydowe do aktywowanego światłem mechanicznego uruchamiania. Nat. Mater. (2020)

Skok w dal i wzwyż

Znacie robota Salto? Po czterech latach udoskonaleń sztuczny konik polny przestał się przewracać po wykonaniu karkołomnych skoków. Naukowcy z Uniwersytetu Kalifornijskiego w Berkeley po raz pierwszy pokazali umiejętności Salto w 2016 roku. Teraz wyposażyli robota w szereg nowych możliwości, dając mu umiejętność odbijania się w miejscu i skakania przez tory przeszkód. Robot Salto, ma mniej niż 30 cm wysokości, wygląda jak miniaturowy piechur Gwiezdnych Wojen. Salto może przeskoczyć ponad trzykrotnie swoją wysokość.

Adres filmu na Youtube: https://www.youtube.com/watch?time_continue=25&v=_EhVY65e7W0&feature=emb_logo

Salto potrafi tez wylądować tam, gdzie chcemy
Źródło: UC Berkeley / YouTube

Wcześniej zdarzało mu się upadać przy lądowaniu. Ostatnim osiągnięciem konstruktorów, współpracujących z badaczami Istituto Italiano di Tecnologia jest sukces w postaci Salto, który przestał się przewracać. Wyposażono go w algorytm odpowiedzialny za równowagę i balansowanie. Robot o jednej, niewielkiej stopie, wykonuje ewolucje godne najlepszego gimnastyka (wśród robotów). Badania nad Salto wspiera grant biura badawczego amerykańskiego wojska (Army Research Office). Naukowcy mają nadzieję, że Salto będzie napędzać rozwój małych, zwinnych robotów, które mogłyby przeskakiwać przez gruz, pomagając w misjach poszukiwawczo-ratowniczych.

Karaluch sprinter

Nowy niewielki robot, opracowany przez naukowców z Harvardu, może poruszać się 14-krotnie szybciej w stosunku do długości swojego imago mierzącego 2,25 cm, w ciągu sekundy. Badacze zminiaturyzowali swój wcześniejszy prototyp, zainspirowanego owadem robota HAMR (Harvard Ambulatory Microrobot) z 2013 roku. Nowy robot junior waży zaledwie 0,3 grama. Mały karaluch według konstruktorów może być wykorzystywany do różnych celów, w tym do operacji chirurgicznych lub przemysłu na dużą skalę – ze względu na jego zdolność do przenoszenia dużych obciążeń. Zmniejszenie robota wywołało konieczność zmian w konstrukcji, m.in. sztywności stawów. Naukowcy opracowali model, który może przewidywać prędkość biegu i wielkość ładunku.

Adres filmu na Youtube: https://www.youtube.com/watch?v=aGNWbdGaeAo&feature=emb_logo

HAMR-Jr jest najbardziej zręcznym mechanicznie robotem w swojej skali
Źródło: Animal Inspired Motion and Robotics Lab / YouTube

„Dzięki ośmiu niezależnym stopniom swobody HAMR-Jr jest, zgodnie z naszą wiedzą, najbardziej zręcznym mechanicznie robotem w swojej skali i jest w stanie poruszać się z dużą prędkością” – napisali badacze w naukowym podsumowaniu swoich osiągnięć.

Biedroneczki są w kropeczki

Biedronki mogą szybko rozłożyć swoje misternie złożone skrzydła w ciągu 0,1 sekundy. To mniej, niż mrugnięcie okiem. Skrzydła biedronki są bardzo wytrzymałe i solidne, co zapobiega ich składaniu lub wykrzywianiu podczas trzepotania z wysoką częstotliwością. Biedronki wykorzystują specyficzny rodzaj poruszania się – skok i lot szybowcowy.

Adres filmu na Youtube: https://www.youtube.com/watch?v=AD4ux8qNeEg&feature=emb_logo

Robot latający jak biedronka
Źródło: SNU BioRobotics Lab / YouTube

Zainspirowani nimi naukowcy z Narodowego Uniwersytetu w Seulu opracowali niedawno kompaktową i lekką strukturę skrzydeł przypominającą origami, składającą się tak, jak lotne skrzydła biedronek. „Zauważamy, że misternie złożone skrzydła biedronki można szybko rozłożyć i skutecznie utrzymać siły aerodynamiczne podczas lotu; zdolności te wywodzą się z geometrii i deformacji specjalnej żyły w skrzydle tego owada” – wyjaśniają naukowcy w ostatniej publikacji na temat swojego wynalazku. Skrzydła nowego robota szybko się rozkładają i są odporne na duże siły.

Skip to content