Asiaan liittyvä sisältö
- Kuinka biomimicry inspiroi ihmisen innovaatioita
Meshworm käyttää peristaltiaa, supistamalla ja laajentamalla erilaisia lihassegmenttejä, tuumaamaan koko maahan. Kuva MIT: n kautta
Muutaman viime vuoden aikana insinöörit ovat yhä enemmän katsoneet luonnon maailmaa keksiessään huippuluokan robotteja. Lintujen ja hyönteisten inspiroimat lentävät droonit ovat nousseet taivaalle, ja merimereihin perustuvat uimarobotit on kehitetty merille.
Nyt tutkijaryhmä MIT: stä, Harvardista ja Soulin kansallisesta yliopistosta on inspiroinut seuraavan sukupolven robotin erilaisesta olennosta: nöyrästä matalasta. Kuten äskettäin lehdessä Transactions on Mechatronics julkaistiin, professori Sangbae Kim: n johtama ryhmä on luonut laitteen, jota he kutsuvat Meshworm -ksi, pieni robotti, joka indeksoi maassa samalla tavalla kuin madot, ja peristaltiikkaa.
Laitetta ajaa titaani- ja nikkeliseoksesta valmistettu kierremuotoinen keinotekoisen lihaksen kela, joka on valittu tietystä syystä: Se venyy kuumennettaessa ja supistuu alkuperäiseen muotoonsa jäähtyessään. Suunnittelijat käyttivät sisäistä akkua ja piirilevyä heikon sähkövirran syöttämiseen Meshworm-järjestelmän eri lihassegmenteille, kuumentaen niitä vuorotellen. Kun jokainen segmentti lämmitetään, se laajenee pituudeltaan, jolloin verkon ulkokehä supistuu hetkeksi ja palaa sen jälkeen nopeasti alkuperäiseen kokoonsa. Koska tämä liike esiintyy peräkkäin jokaisessa segmentissä, se tuottaa supistumisen aallon, jonka avulla meshworm voi indeksoida maata pitkin.
Kaikki tämä saattaa kuulostaa monimutkaiselta, mutta se näyttää horjumaton elämältä - olet todennäköisesti nähnyt sen tapahtuvan satoja kertoja elämäsi aikana luonnossa. Kastemadon lisäksi etanat ja merikurkut liikkuvat myös peristaltian kautta, ja omat ruuansulatuselimistömme siirtävät ruokaa samaa mekanismia käyttämällä. Katso Meshworm-muutos alla olevasta MIT-videosta:
Lisäksi robotissa on keinotekoisia lihaksia, jotka kulkevat pituudeltaan sekä vasemmalla että oikealla puolella. Kun jompaakumpaa näistä lihaksista kuumennetaan, ne vetävät laitetta vasemmalle tai oikealle, jolloin se voi ohjata kumpaankin suuntaan liikkuessaan eteenpäin. Autonominen robotti voidaan ohjelmoida liikkumaan tietyillä reiteillä ilman ihmisen väliintuloa.
Mesh-madolla on yksi merkittävä ominaisuus: Se on melkein tuhoutumaton. Koska laite koostuu melkein kokonaan pehmeistä osista, se voidaan lyödä tai asettua kärsimättä todellisia vaurioita. "Voit heittää sen, eikä se romahdu", Kim sanoi MIT: n lehdistötiedotteessa. "Useimmat mekaaniset osat ovat jäykkiä ja herkkiä pienessä mittakaavassa, mutta mesh-matojen osat ovat kuituisia ja taipuisia."
Tässä laitteessa esitettyjen käsitteiden mahdollinen käyttö on monipuolista. Tutkimusta rahoittaa DARPA, Yhdysvaltain puolustusministeriön virasto, joka kehittää uusia sotilasalan tekniikoita. Jotkut spekuloivat, että robottia voitaisiin joskus käyttää tiedusteluoperaatioissa, koska se voidaan pudottaa ilmaan, käynnistää tai heittää suhteellisen pitkillä etäisyyksillä. ja laskeudu vahingoittamatta. Tutkijat huomauttavat, että tällainen tekniikka voisi olla hyödyllinen navigoinnissa epätasaisella maastolla ja sovittamiseksi pieniin tiloihin; tämä, samoin kuin se, että se toimii hiljaa ja huomaamatta, antaa uskoa ajatukseen siitä, että se jonain päivänä indeksoi maata pitkin kammottavana robo-vakoojana.
Mutta hyviä käyttötapoja voi olla myös enemmän. Robottiikan biomekaniikkaa opiskeleva Lewisin ja Clark-yliopiston professori Kellar Autumn kertoi MIT: lle, että Meshworm-kaltaiset laitteet voivat olla hyödyllisiä joskus monissa sovelluksissa, mukaan lukien sekä kuluttajateknologia että lääketieteelliset laitteet, kuten endoskoopit, implantit ja proteesit. "Vaikka robotin runko on paljon yksinkertaisempi kuin todellinen mato - siinä on vain muutama segmentti -, näyttää siltä, että sillä on melko vaikuttava suorituskyky", Autumn sanoi. "Ennustan, että seuraavan vuosikymmenen aikana näemme muodonmuutoskeinotekoisia lihaksia monissa tuotteissa, kuten matkapuhelimissa, kannettavissa tietokoneissa ja autoissa."
