Czy próbowałeś kiedyś poruszać się nie używając rąk i nóg? To trudne lub wręcz niemożliwe, a mimo to węże poruszają się w ten sposób doskonale, w dodatku bardzo szybko. Czy roboty będą potrafiły odwzorować ich ruchy?

Wężowe sekrety

Sekretem ruchu węża jest jego skóra, która przylega do powierzchni niczym spłaszczone kolce, aby pomóc gadowi pchnąć się do przodu. Teraz staje się ona celem robotyki. Jak Science Robotics, naukowcy zaprojektowali nadmuchiwanego robota z łuskami, które umożliwiają mu przemieszczanie się. Efekt ten jest możliwy dzięki połączeniu ciętych laserowo elementów o różnych kształtach – od kręgów po trójkąty i trapezy.

System mechaniczny jest genialny w swej prostocie. Rdzeń robota to nadmuchiwana rura, którą pompuje się głównie wzdłuż, wykonana z poliestrowej skóry wyciętej w stylu kirigami, czyli japońskiej tradycji cięcia papieru. Tworzy to efekt wielu małych klapek.

 

Robot naśladujący ruchy węża

– Kiedy rozciągasz ten wzór, niektóre części podnoszą się, a inne części znikają – mówi inżynier z Harvardu Ahmad Rafsanjani, główny autor artykułu. – Więc wymyśliliśmy kilka nowych projektów, które są w zasadzie jednokierunkowymi cechami kirigami. Wszystkie idą w jednym kierunku – wyjaśnia.

Przy pompowaniu powietrza do rury, cała konstrukcja rozciąga się, a łuski zaczepiają się o podłogę. Powstałe tarcie pozwala robotowi w zasadzie przeciągnąć się do przodu, przesuwając się nieco w miarę, jak pompuje się i wypuszcza powietrze.

Wzorcowy ruch węża

Odwzorowanie ruchu węża to sprytny sposób na rozwój nowatorskiej dziedziny miękkiej robotyki, która – w przeciwieństwie do tradycyjnych robotów, opartych na silnikach elektrycznych – zazwyczaj wykorzystuje ruch cieczy lub powietrza. Co ciekawe, efektywność jego ruchu zależy od kształtu łusek.

– Jeśli spojrzeć na brzuszną łuskę węży, wyglądają bardziej trapezoidalnie – mówi Rafsanjani. – Takie rozwiązanie sugeruje, że większa powierzchnia oznacza więcej kontaktu z podłożem, a jeśli dodatkowo styka się z nim bardzo chropowata powierzchnia, szansa na ruch jest większa.

 

Robot kirigami

Naukowcy początkowo nie zamierzali dokładnie odwzorować ruchu węża. Eksperymentowali z różnymi kształtami. Chcieli stworzyć system, który wykonałby manewry, których zwierzęta te nigdy nie byłyby w stanie zrobić. Jednak – jak się okazało – waga brzucha tego gada okazała się najbardziej zoptymalizowana pod kątem tarcia.

W chwili obecnej nowy system nie zapewnia robotom najszybszego z możliwych sposobu poruszania się, jednak nie ma pewności, że potomkowie tych maszyn będą musiały być aż tak szybkie. Jeśli okażą się wystarczająco małe, być może pewnego dnia będą się czołgać przez twoje żyły i uratują ci życie?