Przetrwanie robotów dzięki samoamputacji
Przetrwanie robotów dzięki samoamputacji może wydawać się drastycznym rozwiązaniem, ale dla wielu stworzeń jest to sprawdzona taktyka.
Robotycy z Yale zainspirowali się jaszczurkami, krabami i innymi zwierzętami, które bez wahania pozbywają się części swojego ciała, aby móc dalej funkcjonować. Dzięki temu stworzyli nową technologię, która pozwala robotom na samodzielne odłączanie kończyn w celu uniknięcia niebezpieczeństw.
W rzeczywistości roboty mogą napotkać wiele zagrożeń, takich jak upadająca gałąź drzewa czy utknięcie pod skałą podczas misji ratunkowej. W większości przypadków oznaczałoby to koniec misji dla robota. Jednak laboratorium pod kierownictwem profesor Rebeki Kramer-Bottiglio opracowało technologię, która pozwala robotom na selektywne odłączanie kończyn, co umożliwia im uwolnienie się z takich sytuacji. Dodatkowo, technologia umożliwia łączenie się oddzielnych robotów w celu wykonywania zadań, których nie mogłyby zrealizować samodzielnie.
Kluczowym elementem technologii jest materiał wynaleziony przez osoby zajmujące się projektem, nazwany elastomerem termoplastycznym. Termoplastyczny materiał w temperaturze pokojowej jest gumowatą substancją stałą, która topnieje w ciecz w temperaturze około 140°C. Materiał jest wprowadzany do struktury piankowej wykonanej z silikonu, która utrzymuje termoplast w miejscu po stopieniu.
Dwa silikonowe elementy mają na swoich powierzchniach warstwę wynalezionego materiału. Pianki są podgrzewane, aby termoplast mógł stopnieć w ciecz. Struktura silikonowa utrzymuje płynny materiał, zapobiegając jego wyciekaniu. Po zetknięciu się dwóch części, stopiony materiał łączy się w jedną ciągłą masę płynną, która następnie chłodzi się i twardnieje, łącząc oba elementy. Aby je rozłączyć, złącze jest podgrzewane, co powoduje stopienie i osłabienie materiału, umożliwiając łatwe rozdzielenie części.
Jaszczurki, które automatycznie uwalniają ogon, gdy zostaną zaatakowane, oraz kraby, które pozbywają się uszkodzonej kończyny, są doskonałymi przykładami zastosowania tej strategii przetrwania. Laboratorium Kramer-Bottiglio wskazuje również na świat mrówek jako źródło inspiracji. Wiele mrówek potrafi łączyć się, tworząc mosty, aby przekroczyć przeszkody, lub formować kule, aby unosić się na wodzie.
Bilige Yang, doktorant i główny autor badań, przedstawia dwa małe urządzenia robotyczne, które nie są w stanie samodzielnie przekroczyć zbyt szerokiej przepaści. Jednakże, gdy podane roboty połączy się ze sobą, mogą wspólnie pokonać przeszkodę. Można sobie wyobrazić, że w misjach poszukiwawczo-ratunkowych roboty te będą mogły lepiej poruszać się w trudnych warunkach.
Następnym krokiem badawczym jest zastosowanie technologii do innych miękkich robotów opracowanych w laboratorium. „Nasz materiał nie tylko wspiera przetrwanie robotów – umożliwia dynamiczne zmiany kształtu,” powiedziała Kramer-Bottiglio. „Moduły robotyczne mogą samodzielnie przekształcać się w różne formy, aby wykonywać zadania wymagające specyficznych kształtów i zachowań.”
Nowatorska technologia samoamputacji robotów opracowana przez laboratorium Kramer-Bottiglio stanowi przełom w dziedzinie robotyki. Pozwala ona robotom nie tylko na przetrwanie w trudnych warunkach, ale również na dynamiczne dostosowywanie się do różnorodnych zadań. Inspiracja zaczerpnięta z natury pokazuje, jak wiele możemy się nauczyć od zwierząt, które od wieków stosują podobne strategie przetrwania.
Szymon Ślubowski
