Nowy shapeshifter skonstruowany przez badaczy z Uniwersytetu Stanforda łączy robotykę tradycyjną oraz tzw. soft robotics. To pole obejmujące konstruowanie robotów z materiałów podobnych do tych obecnych w organizmach żywych.
Rozwój robotyki nieubłaganie przybliża moment, w którym roboty będą pracować ramię w ramię z ludźmi. Oczywiście niczego nie przegapiliśmy, to już się dzieje. Ale mamy na myśli już zupełnie powszechny wymiar zjawiska. Tyczyć się do będzie nie tylko gospodarki, ale i pomocy w sytuacjach kryzysowych. Bo skoro robot poradzi sobie z ciężarem w zakładzie pracy, to będzie mógł też wynieść człowieka z pożaru, prawda?
Wiemy, że to frazesy, które są powtarzane od dawna w licznych, mniej lub bardziej potocznych dyskusjach. Teorii na temat wpływu robotów na organizację pracy jest mnóstwo. Aby wydobyć te koncepcje ze strefy futurologicznych mrzonek badacze z amerykańskiego Stanford University zaprojektowali nowy rodzaj “miękkiego” robota. Zapożycza on swe cechy z robotyki tradycyjnej pozostając bezpiecznym podczas poruszania się i zmieniania kształtu.
(…) Ograniczeniem soft-robotics była dotychczas konieczność przytwierdzania robotów do nieporęcznych sprężarek i ścian po to, aby robot się nie przesuwał. Zastanawialiśmy się zatem: co jeśli uda się utrzymać taką sama ilość powietrza we wnętrzu robota przez cały czas? – mówi Nathan Usevitch, absolwent Stanford University Mechanical Engineering i współautor publikacji Shape-changing, free–roaming soft robot created.
Finalny kształt pracy to robot rozmiarów człowieka z możliwością zmieniania swojego kształtu, chwytania i operowania przedmiotami oraz przesuwania się w dowolnym kierunku. Wynalazek został ogłoszony z entuzjazmem 18 marca w czasopiśmie Science Robotics. Usevitch dodaje: (…) Najlepszym zobrazowaniem robota, którego pragnę oddać ludziom, jest połączenie Baymaxa z filmu Big Hero 6 (“Wielka Szóstka”, rok prod. 2014 – nasz przypis) i Transformers. Innymi słowy: to miękki, bezpieczny dla człowieka robot, który potrafi się wręcz niewiarygodnie wyginać.
Kombinacja wielu robotów
Najprostsza wersja robota to napompowana tuba. Wiedzie poprzez trzy małe urządzenia, które to z kolei przytwierdzają go do trójkątnego kształtu. Pierwsza maszyna utrzymuje razem końce tuby. Dwie pozostałe biegną wzdłuż niej zmieniając ogólny kształt poprzez poruszanie na rogach. Badacze nazwali go robotem izoperymetrycznym. Pomimo wyraźnych, rzeklibyśmy nawet: totalnych zmian kształtu, całkowita długość jego krańców oraz ilość powietrza w środku pozostaje ta sama.
Oto trzyminutowy materiał przygotowany przez kanał Stanford University na portalu YouTube.
Robot izoperymetryczny w swojej koncepcji to spadkobierca pomysłów zaczerpniętych z różnych typów robotów – tzw. “miękkich”, wykorzystujących kratownice oraz “kolektywnych”, takich jak np. insektopodobne roje. Robotyka “miękka” (soft robotics) to urządzenia lekkie i przystępne w obsłudze. Roboty wykorzystujące kratownice (truss robots) tworzą formy geometryczne, które mogą zmieniać swój kształt. Roboty “kolektywne” to małe urządzenia, które potrafią pracować razem na podobieństwo zbiorowego umysłu, co czyni je wyjątkowo skutecznymi w wypadku awarii nawet drobnej części całości.
Można powiedzieć, że operujemy z tradycyjnymi napędami na miękkiej strukturze. Dzięki temu powstaje naprawdę ciekawa klasa robotów, która łączy w sobie liczne korzyści “soft robotics” z naszą wiedzą na temat bardziej klasycznych robotów – Sean Follmer, adiunkt na Stanford University Mechanical Engineering
W celu stworzenia bardziej złożonej wersji badacze umocowali razem kilka trójkątnych form. Skoordynowanie ruchu poszczególnych napędów pozwoliło robotowi na wykonywanie bardziej zróżnicowanych czynności takich jak podnoszenie piłki lub toczenie się dzięki zmianie środka ciężkości.
Kluczowym momentem prac było dla nas pojęcie, że aby stworzyć dużego, miękkiego robota pneumatycznego, nie potrzebujemy napompowywać go powietrzem ani sprawiać, by uchodziło – dodaje Elliot Hawkes, adiunkt Mechanical Engineering na University of California i jeden z głównych autorów artykułu. Mogliśmy użyć powietrza, które zostało już wtłoczone i poruszać nim za pomocą tych prostych napędów. Ta metoda jest prostsza, wydajniejsza i sprawia, że robot porusza się szybciej.
Z kosmosu do pokoju dziennego i... basenu
Dziedzina robotyki “miękkiej” jest stosunkowo młoda. Zajmujący się nią badacze i konstruktorzy są wizjonerami wciąż poszukującymi najlepszych rozwiązań. Połączona z trwałością miękkość czyni roboty niezwykle użytecznymi w domach i w pracy, gdzie roboty tradycyjne mogą np. kreować ryzyko wypadków. Sprawdzają się również jako roboty używane w reagowaniu kryzysowym.
Co ciekawe, jak zauważa absolwent SU i współautor artykułu Zachary Hammond, “inne ekscytujące możliwości rozwoju mogą czekać na nas poza Ziemią“. Konstruktorzy uznali, że robot może być niezwykle przydatny w eksploracji przestrzeni kosmicznej. Może zostać przetransportowany niczym niewielki pakunek i operować po napompowaniu. Na powierzchniach innych planet przydatna okaże się możliwość zmiany kształtu z racji trudnego terenu, dodaje Hammond.
Aktualnie prowadzone badania i testy skupiają się wokół eksperymentowania z poszczególnymi kształtami, jakie może przyjmować robot. Zakładają one również próby umieszczania robota w cieczach w celu sprawdzenia, jak poradzi sobie z koordynacją ruchu w środowisku wodnym.
Jesteśmy pełni nadziei i kibicujemy wszystkim entuzjastom robotyki.
