Vědci se inspirovali švábem a sestavili robota, který přežije i zemětřesení - Euro.cz

Zprávy

Přihlášení

Vědci se inspirovali švábem a sestavili robota, který přežije i zemětřesení

,
Vědci se inspirovali švábem a sestavili robota, který přežije i zemětřesení
Zdroj: Stephen McNally, UC Berkeley
  • Výzkumníci z Kalifornie a Číny navrhli robota, který vypadá jako šváb – je malý, rychlý a odolný

  • Má pár centimetrů, běhá rychlostí kolem půl metru za sekundu a bez problému vydrží, pokud si ho někdo splete se broukem a pokusí se ho zašlápnout

  • Využití vidí jeho autoři především v průzkumu trosek po zemětřesení nebo jiných přírodních katastrofách

Nejlepší technologické vynálezy inspirovala příroda. Suchý zip vznikl z háčků na listech rostlin, odrazky na patnících zase na základě kočičího oka. Vědce a vojáky dlouho fascinuje pevnost a lehkost pavoučích vláken, a dokonce už vytvořili na základě kolibříka výzvědného robota Nano Hummingbird, který se dokáže pohybovat do všech směrů rychlostí 18 km/h. Americká armáda si od něj slibuje, že se stane elegantním a nenápadným průzkumníkem.

Ale pak je tu tenhle slídil. Co mu jeho autoři ubrali na eleganci, přidali na odolnosti a přizpůsobivosti. Při jeho vývoji totiž vyšli z tvaru a schopností jednoho z nejvytrvalejších zástupců hmyzí říše. Švába. Velký hnědý brouk přežije i atomový výbuch a dokáže se pohybovat bez hlavy, dokud neumře hlady. Není divu, že vědci se při sestavování hbitého robota inspirovali právě švábem. Všechny jeho dovednosti sice nesdílí, ale závod ve sprintu s hmyzem by dopadl remízou a stejně jako pravého švába ho jen tak nerozšlápnete. Původní článek vyšel v časopise Science Robotics a píše o tom David Nield ze serveru Science Alert.

Nejlepší letec je vážka, věří vědci. Drony budoucnosti budou prý vypadat jako ona

Zatím bezejmenný robot o velikosti poštovní známky se dokáže pohybovat rychlostí dvacet délek vlastního těla za sekundu a zvládne ustát tlak milionkrát větší, než je jeho vlastní hmotnost. V praxi to znamená, že pokud na umělého brouka vážícího méně než desetinu gramu šlápne člověk – síla došlápnutí jednou nohou odpovídá v průměru šedesáti kilogramům – vydrží to. Prostě se pak zvedne a pokračuje v činnosti.

Průzkumník nebezpečných trosek

„Většina takto malých robotů je velmi křehká,“ říká profesor mechaniky Liwei Lin z Kalifornské univerzity v Berkeley. „Když je zašlápnete, dost pravděpodobně je zničíte,“ pokračuje. „My jsme nyní zjistili, že když našeho robota rozmáčkneme, pořád víceméně funguje.“

Část odolnosti získal brouk díky jednoduchému tvaru. Je vyroben z tenké vrstvy polyvinylidenfluoridu (PVDF) a piezoelektrického materiálu (např. křišťál, některé soli), který při deformaci generuje slabý střídavý proud. Roztahování a smršťování destičky určuje, jak se bude šváb pohybovat. Vědci mu na tělo přidali ještě přední nožku a elastickou vrstvu polymeru, která se ohýbá způsobem, jenž robota pohání vpřed.

Tým experimentoval s různými rozměry robota od délky deset milimetrů do třiceti milimetrů. Vědci rovněž zkoušeli různé s frekvence a napětí střídavého proudu, čímž upravovali rychlost jednotlivých výtvorů. Nejrychlejší byl centimetrový brouček, který zvládl utíkat rychlostí dvacet centimetrů za sekundu, pokud měl napětí 200 voltů a frekvenci 850 Hz.

Robot také umí vyšplhat do mírného převýšení, proběhnout úzkou štěrbinou a dokonce i nosit náklad. Utáhne šestinásobek své hmotnosti, takže může například podávat buráky. Švábi musí být zatím připojeni do zásuvky, ale výzkumníci slibují, že budoucí verze bude pohánět drobná baterie.

Ačkoliv brouček působí legračně, když cupitá s oříškem na zádech, podobné chytré vynálezy mohou mít velkou cenu a skutečné využití. Malí robůtci se mohou osvědčit například při průzkumu míst postižených katastrofou, kde jsou trosky nebezpečné a nestabilní, takže člověk by se mohl propadnout. „Když přijde například zemětřesení, pro velké stroje či psy je hledání života pod troskami velmi náročné. Proto potřebujeme malého, ale hbitého a odolného robota,“ říká strojní inženýr Yiuchan Wu ze soukromé Univerzity elektronické vědy a technologie v Číně.

Oživlé origami. Vědci tvoří pohyblivé skládačky z materiálů, které mění tvar

Tým vědců zároveň hledá způsoby, jak do původního vynálezu přidat senzor odhalující přítomnost plynu. To v budoucnu umožní švábovi prolézt všechny těsné škvíry a zkontrolovat, jestli někde neuniká plyn, což by mohlo být životu nebezpečné. To je ale pouze jedno z vylepšení, které mechanici pro svého brouka chystají. Dále chtějí například vymyslet způsob, jak by se mohl automaticky vyhýbat překážkám ve chvíli, kdy něco prolézá na vlastní pěst.

V posledních letech se hranice mezi biologií a robotikou stírá čím dál víc. Drobné přístroje už dokážou procházet vnitřnostmi živého organismu. To sice šváb dělat nebude, ale výzkumníci ještě zdaleka neodhalili všechny jeho možnosti. „Doufáme, že robot o velikosti hmyzu položí základy cesty k využití rychlých a odolných pomocníků v praxi,“ komentují vědci ve svém článku.