Inżynierowie z Uniwersytetu Kalifornijskiego w San Diego stworzyli czworonożnego miękkiego robota, który nie potrzebuje żadnej elektroniki do pracy.

Wystarczy stałe źródło sprężonego powietrza, aby uruchomić wszystkie funkcje, w tym sterowania i systemów ruchu.

Może to oznaczać przełom na rynku tzw. miękkich robotów.

– Większość robotów miękkich jest zasilana sprężonym powietrzem i sterowana przez obwody elektroniczne.

Jednak takie podejście wymaga umieszczenia skomplikowanych komponentów, takich jak płytki obwodów drukowanych, zaworów i pomp – często poza korpusem robota.

Te elementy, które stanowią mózg robota i układ nerwowy, są zazwyczaj nieporęczne i drogie.

Robot opracowany przez naukowców Uniwersytetu Kalifornijskiego w San Diego jest sterowany przez wbudowany lekki, tani system obwodów pneumatycznych, składający się z rur i miękkich zaworów.

Robot może chodzić na polecenie lub w odpowiedzi na sygnały odbierane z otoczenia 

– tłumaczy Ioana Patringenaru z biura prasowego Uniwersytetu Kalifornijskiego w San Diego.

Atrakcyjność miękkich robotów polega na ich elastyczności i wszechstronności.

Mogą się sprawdzić w kosmosie, według innych wkrótce wkroczą w najgłębsze zakamarki ludzkiego ciała.

Według dr hab. inżynierii Georgia Tech Ellen Mazumdar można je wykorzystać do przesiewania wraków budynku po trzęsieniu ziemi lub pożarze.

Miękkie roboty są wykonane z najbardziej miękkich materiałów, w tym z nanomateriałów, co umożliwia im odzwierciedlenie funkcji biologicznych, takich jak funkcje ludzkich mięśni.

Dotychczas jednak obwody elektroniczne były umieszczane na zewnątrz, co sprawiało, że robot był mało poręczny, a przy tym drogi.

Robot zbudowany przez inżynierów z Uniwersytetu Kalifornijskiego w San Diego niweluje te wady.

Ładuję odtwarzacz...

– Nasza praca stanowi fundamentalny krok w kierunku budowy w pełni autonomicznych, wolnych od elektroniki robotów kroczących 

– podkreśla Dylan Drotman, doktorant na Uniwersytecie Kalifornijskim w San Diego.

Moc obliczeniowa robota naśladuje odruchy ssaków, które są napędzane przez odpowiedź nerwową kręgosłupa, nie mózgu. 

Zespół zainspirował się obwodami neuronowymi znalezionymi u zwierząt,  które mogą generować rytmiczne wzory w celu kontrolowania ruchów, takich jak chodzenie czy bieganie.

Aby naśladować funkcje obwodów neuronowych, inżynierowie zbudowali system zaworów, które kontrolują kolejność, w jakiej sprężone powietrze dostaje się do napędzanych nim mięśni czterech kończyn robota.

Naukowcy zbudowali innowacyjny komponent, który koordynuje chód robota, opóźniając wtrysk powietrza do jego nóg.

Robot jest również wyposażony w proste czujniki mechaniczne, które przypominają małe, miękkie bąbelki wypełnione płynem, umieszczone na końcach wysięgników wystających z korpusu. 

Kiedy bąbelki są wciśnięte, płyn przekręca zawór, który z kolei powoduje zmianę kierunku poruszania się robota.

– Opracowanym przez nas sposobem można by stworzyć bardzo zaawansowany mózg robota 

– przekonuje Michael T. Tolley, profesor inżynierii mechanicznej w Jacobs School of Engineering na Uniwersytecie Kalifornijskim w San Diego. 

– Naszym celem było stworzenie zasilanego powietrzem układu nerwowego, niezbędnego do kontrolowania procesu chodzenia.

W przyszłości naukowcy chcą poprawić chód robota, aby mógł się poruszać także po nierównych powierzchniach.

Umożliwiłoby to pokonywanie różnych przeszkód i wymagało bardziej wyrafinowanej sieci czujników, a co za tym idzie – bardziej złożonego systemu pneumatycznego.

Obecnie jednak technologia zastosowana w robocie sprawdzi się w niemal wszystkich miękkich robotach.

– Zastosowania opracowanego systemu obejmują tanią robotykę rozrywkową, taką jak zabawki, lecz także roboty, które mogą działać w środowiskach, gdzie elektronika mogłaby zakłócać pracę, takich jak maszyny rezonansu magnetycznego lub szyby górnicze.

Szczególnie interesujące są roboty miękkie, ponieważ łatwo dostosowują się do otoczenia i działają bezpiecznie w pobliżu ludzi 

– wymienia Ioana Patringenaru.