Lágyabb anyagokat a robotokba!

Aki egy kicsit is nyomon követi a robotok mozgásának fejlődését, az tudja, hogy a kemény, merev anyagokból épített gépezetek a hajlékonyság és rugalmasság hiányában erősen korlátozottá tudnak válni.

Ezt a kellemetlenséget kiküszöbölendő az Egyesült Államokbeli Tufts Egyetem kutatói egy olyan, több tudományágat is átölelő kezdeményezést indítottak útjára, ami a robotok egy új osztálya előtt nyithatja meg az utat. A "puhatestű" robotokra összpontosító projekt a biológia, biokémia, illetve a mikro- és nanogyártás szakértőit ülteti egy asztalhoz a robotrendszerek mérnökeivel.

"Céljainkat összefoglalva azt szeretnénk elérni, hogy az élő sejtekben, szövetekben, szervezetekben megtalálható élő biológiai anyagokon és adaptív mechanizmusokon alapuló robotokhoz fejlesszünk rendszereket és eszközöket" - magyarázta a projekt biomimetikai részéért felelős társigazgatója David Kaplan, akinek elsőszámú segítője Barry Trimmer biológus professzor. Trimmer szerint az ember és a természet alkotásai között a legnagyobb különbség, hogy a biológia jóval kevesebb merev anyagot használ.

Az élő rendszerek is tartalmaznak kemény anyagokat, mint a csont, azonban alapvető építőelemeik puhák és rugalmasak. A biológiai és az ember alkotta dolgok közötti különbség annyira erőteljes, hogy már pusztán az anyagok alapján észrevehető, taglalta Trimmer. A Tufts csapatának célja egy valóban puha, mozgó robot kifejlesztése, ami egy élő állatéhoz hasonló képességekkel rendelkezne. Munkájuk négy fő területre fog összpontosulni: a puha testű robotok vezérlő rendszerei, a biomimetikus és bionikus anyagok, a robot tervezése és kivitelezése, valamint a kutatásalapú platform-technológiák fejlesztése és alkalmazása.

Trimmer meggyőződése, hogy korábbi, hernyókkal végzett kutatása hasznosnak bizonyul ezen a területen is, és hathatós segítséget nyújt a világ első puhatestű robotjának megépítéséhez. A professzor több mint 15 éve tanulmányozza a hernyók idegrendszerét és biológiáját, hogy megértse, hogyan kontrollálják a lények folyadékmozgásukat egyszerű agyuk alkalmazásával, és hogyan képesek ízületek nélkül elérni finom mozgásukat.

Kaplan laboratóriuma - ami a biopolimerek előállítására koncentrál - nemrégiben alkotott meg egy "fúziós proteint", ami elsőként egyesíti magában a pókselyem erősségét a szilíciumdioxid szövevényes szerkezetével. Kaplan úgy véli, hogy Trimmer éles szavaival ellentétben az utóbbi években rendkívüli előrelépéseket sikerült elérni a lágy anyagok fejlesztésében és felhasználásában az emberek által alkalmazott eszközök egészen széles körében. "Mindazonáltal nagyon nehéz olyan puha eszközöket készíteni, melyek képesek mozgásra és pontosan irányíthatók is. Ez a legfőbb oka amiért a robotok gépiesen mozognak" - tette hozzá Kaplan.

A kutatók szerint a puha anyagok alkalmazásával a robotok képesek lesznek alakjuk formálására, így egészen kis helyekre is bepréselhetik magukat vagy egy-egy részüket, emellett jobban tudnak majd közlekedni az egyenetlen felületeken. Köteleken vagy vezetékeken kapaszkodhatnak, sőt a kényes műveleteket, mint egy orvosi beavatkozás, is nagyobb biztonsággal végzik majd.