Robotiikka etsii malleja elämästä

Dresdenin teknillisen yliopiston ja Kalifornian yliopiston Santa Barbaran (USCB) tutkijat ovat kehittäneet robottiryhmiä, jotka käyttäytyvät älykkäinä materiaaleina, joilla on säädettävä muoto ja vahvuus ja jotka jäljittelevät eläviä järjestelmiä.

"Olemme keksineet tavan, jolla robotit voivat käyttäytyä enemmän kuin materiaali", sanoi Matthew Devlin, UCSB:n konetekniikan professori.

Keskeinen tutkimusryhmän haaste oli sellaisen robottimateriaalin luominen, joka voisi olla sekä jäykkä että vahva, mutta joka voisi kuitenkin virrata, kun uutta muotoa tarvitaan. "Robottisten materiaalien pitäisi kyetä ottamaan muoto ja ylläpitämään sitä", Hawkes selitti, "mutta kyettävä myös valikoivasti virtauttamaan itsensä uuteen muotoon."

Professori Otger Campàs taustoittaa. "Elävän alkion kudokset ovat äärimmäisiä älykkäitä materiaaleja. Niillä on kyky muotoilla itseään, parantaa itsensä ja jopa hallita aineellista vahvuuttaan tilassa ja ajassa."

Nyt kehitetyssä mekaanisessa robotiikassa vastaavat saadaan aikaan magneeteilla, jotka on liitetty robottiyksiköiden kehään. Niiden avulla robotit voivat pitää kiinni toisistaan ja koko ryhmä käyttäytyä jäykkänä materiaalina.

Roboteissa biokemiallista vastaava toiminto saavutetaan kunkin robotin päällä olevien valoantureiden kautta annettavilla käskyillä.

Eli tutkijat pystyivät virittämään ja ohjaamaan robottiryhmää toimimaan älykkään materiaalin tavoin: ryhmän osat kytkeytyisivät päälle dynaamisia voimina robottien välillä ja fluidisoivat kollektiivin, kun taas muissa osissa robotit yksinkertaisesti pitävät toisiaan kiinni muodostaen jäykän materiaalin.

Granadan yliopiston ja EPFL:n tutkijat kehittivät äskettäin puolestaan uuden ohjausratkaisun, joka on saanut inspiraationsa neuromekaniikasta, erityisesti keskushermoston ja ihmiskehon biomekaniikan integroivasta toiminnasta.

Hermostoalueet, kuten pikkuaivot, helpottavat oppimista, sopeutumista ja motoristen vasteidemme koordinaatiota. Lihakset puolestaan stabiloivat liikettä mekaanisen viskoelastisuuden kautta. Lisäksi niveliä ympäröivien lihasten tietynlainen järjestely mahdollistaa yhteissupistumisen, jota voidaan säädellä liikkeen tarkkuuden parantamiseksi ja nivelten jäykkyyden mukauttamiseksi.

Tällaiset ominaisuudet nykyinen robotiikka joutuu toteuttamaan erillisratkaisuin. Hienomekaniikkaa ja voimaa vaativiin tehtäviin on omat erilliset robotiikkaratkaisut.

Tutkijoiden mukaan kokeelliset tulokset osoittavat nyt, että kehitetty säätötekniikka moduloi robotin jäykkyyttä, suoritustarkkuutta ja kestävyyttä erilaisia ulkoisia muutostilanteita vastaan.

Aiheesta aiemmin:

DNA ohjaa kokoamaan nanorobotiikan rakenteita

Molekyylirobotit parveutuvat yhteistyöhön

Hierarkkinen generatiivinen mallinnus autonomisille roboteille