Karaluchy inspiracją dla biegających robotów

Karaluchy inspiracją dla biegających robotów

Widok karalucha biegnącego do kryjówki budzi odrazę, jednakże owad ten jest w rzeczywistości prawdziwym cudem biologicznym i inżynieryjnym. To właśnie karaluch dla naukowców z Uniwersytetu Stanowego Oregstał się inspiracją do budowy pierwszego robota kroczącego, będącego w stanie efektywnie biegać w trudnym terenie.

„Ludzie potrafią biegać, jednakże nasze możliwości są niczym w porównaniu z tym, co potrafią niektóre zwierzęta i owady.” – stwierdził John Schmitt z Oregon State University. „Karaluchy są niesamowite. Potrafią szybko biegać, zawracać w miejscu, swobodnie poruszać się w trudnym terenie, a także reagować na przeszkody szybciej, niż jest w stanie poruszać się impuls nerwowy.” – dodał.

Można, w pewnym sensie, powiedzieć, że karaluchy nie muszą nawet myśleć o bieganiu; one po prostu to robią, a ich mięśnie działają instynktownie. To właśnie chcą osiągnąć naukowcy. Istnieją dziś roboty, które potrafią chodzić, ale żaden z nich nie potrafi biegać tak sprawnie jak ich żywe odpowiedniki. Nawet roboty chodzące zużywają zbyt dużo energii, oraz mocy obliczeniowej, by być użytecznymi.

„Nawet jeśli skonstruujemy roboty, które będą w stanie biec w trudnym terenie, nie będą one mogły zużywać tyle mocy obliczeniowej i energii.” – powiedział Schmitt. „Karaluch nie myśli zbyt wiele o bieganiu, on po prostu biegnie. I zwalnia zaledwie o 20 procent pokonując przeszkody trzykrotnie wyższe niż jego biodra. To niesamowite i wskazuje na to, że jest to związane z tym, jak są zbudowane, a nie jak reagują.” – dodał.

Gdyby to się udało, biegające roboty mogłyby wykonywać wiele trudnych zadań związanych z operacjami wojskowymi, albo eksploracją kosmosu. Technologia ta może również posłużyć do udoskonalenia protez kończyn.

Naukowcy z OSU starają się zidentyfikować niektóre podstawowe biologiczne i mechaniczne zasady, które umożliwiają określonym zwierzętom biegać tak szybko i efektywnie. Perliczka, na przykład, jest w stanie zmieniać długość i kąt swoich sprężynowych nóg tak, by niemalże automatycznie dostosowywać je do nagłych zmian terenu, sięgających nawet 40 procent wysokości jej bioder. To tak jakby człowiek wpadł w pełnym biegu w 40 centymetrową dziurę nie tracąc przy tym rytmu biegu.

Naukowcy stworzyli komputerowy model robota, który jest w stanie reagować na zmiany powierzchni niemalże tak sprawnie jak robi to perliczka. Aktualnie badają oni, jak wzajemne oddziaływanie na siebie takich koncepcji, jak: magazynowanie i wydatkowanie energii, czujniki, oraz kąt ułożenia nóg, mogą wpływać na radzenie sobie z takimi przeszkodami. Inżynierowie z OSU mają nadzieję wykorzystać swoją zdobytą wiedzę do zbudowania robotów, które będą w stanie biegać efektywnie w trudnym terenie bez zużywania znaczącej ilości mocy obliczeniowej.

(lk)