fbTrack
REKLAMA
REKLAMA

Nauka

Te, co skaczą i fruwają: roboty jak zwierzęta

SCIENCE PHOTO LIBRARY
Żywe organizmy nauczyły się radzić sobie w zmiennym środowisku. Teraz naukowcy chcą te wypracowane w toku ewolucji pomysły wykorzystać do konstrukcji najbardziej zaawansowanych maszyn
Potrafią się zaadaptować do każdych warunków. Gdy trzeba, pływają, kiedy indziej pełzają lub chodzą. Są wszechstronne, odporne, sprawne. Wydawać by się mogło, że tak idealne dzieło może być tylko produktem ewolucji. Opisywane w nowym numerze „Science” roboty pokazują, że inżynierowie już dorównują naturze.
„W fabryce, gdzie roboty muszą składać silniki czy pakować czekoladki, najważniejsza jest dokładność i szybkość. Tymczasem roboty, które funkcjonują w zwykłym świecie, muszą reagować na zmiany w środowisku” – pisze w dzisiejszym „Science” Rolf Pfeifer z Laboratorium Sztucznej Inteligencji Uniwersytetu w Zurychu. Jego zdaniem inspirowane biologią mechanizmy są tu najlepszym rozwiązaniem. I wymienia: roboty-mrówki, roboty latające jak muszki, chodzące jak pająki, homary, pływające jak ośmiornice czy ryby, poruszające się jak węże, salamandry lub chodzące na czterech nogach (roboty-myszy i roboty-psy) czy wreszcie dumnie kroczące jak ludzie. Według szwajcarskiego specjalisty we wszystkich tych przypadkach – bo takie roboty zostały już zbudowane – kształt ciała determinuje sprawność całego systemu. Tak jest z mierzącą 80 cm salamandrą, która umie i pływać w wodzie, i biegać po lądzie. Inny mechanizm to robogekon wielkości dłoni, który dzięki stopom z polimerowym klejem może się wspinać na ściany, podpierając się krótkim ogonkiem. Wśród najbardziej interesujących konstrukcji znalazła się też „mucha” – ultralekka (waży 60 mg) i mała (3 cm rozpiętości skrzydełek) – maszyna latająca dzięki poruszającym się skrzydłom.
To, co je wszystkie łączy, to rezygnacja z centralnego sterowania całą maszyną. Poszczególne elementy (elastyczne ciało salamandry, stopy gekona czy skrzydełka muchy) działają same – dzięki specjalnie dobranym materiałom oraz wbudowanym czujnikom. Również ten pomysł naśladuje naturę – podkreśla Pfeifer. Przecież gdy chodzimy, nie zastanawiamy się nad tym, by odpowiednio dobrać kąt ustawienia stóp czy o ile stopni ugiąć kolano.Gwałtownie rosnący stopień skomplikowania układów sterujących robotami to jedna z największych przeszkód w konstrukcji maszyn przypominających człowieka – przyznaje autor „Science”. Choć dwunogie roboty – m.in. japońskie oraz szwajcarskie – potrafią chodzić automatycznie, bez angażowania komputera. Czy zatem rozwiązania wzięte z natury zawsze są najlepsze? Niekoniecznie – technika w niejednym wyprzedziła biologię. Natura musi uporać się jeszcze z budową koła czy koniecznością podtrzymywania metabolizmu, czym konstruktorzy robotów nie muszą się wcale martwić. Mechanizmy potrafią też zrobić coś, czego żywe organizmy nie potrafią. Chodzi o reorganizację – przekonstruowanie się w biegu, tak by lepiej dopasować ciało do otoczenia. Taka reorganizacja nie jest zdalnie sterowana przez człowieka – decyzję o tym, kiedy i jak się zmienić, podejmuje sama maszyna. Jeden z takich robotów prezentowanych przez „Science” składa się z modułów (kostek), które mogą dowolnie się łączyć. Z czteronogiego urządzenia kroczącego może zmienić się w pełzającego węża, gdy zajdzie potrzeba np. przeciśnięcia się przez wąską szczelinę. Jednego natomiast roboty nie potrafią. Chodzi o rozmnażanie, choć w przypadku maszyn lepiej mówić o samoreplikacji. Jak przyznają naukowcy, mimo wielu prób nie udało się stworzyć maszyny, która zbudowałaby własną kopię z dostępnych materiałów. Wygląda na to, że wkrótce jedyną cechą różniącą nas od maszyn będzie umiejętność płodzenia potomstwa. „Dziś granice poznania przeniosły się do odległych, nieprzyjaznych miejsc, do których możemy podróżować tylko olbrzymim kosztem” – pisze w „Science” w towarzyszącym materiale James G. Bellingham z Monterey Bay Aquarium Research Institute. Dotyczy to w równym stopniu przestrzeni kosmicznej i głębin oceanów. „Tam, gdzie komunikacja staje się niemożliwa, roboty będą musiały pracować bez nadzoru człowieka” – uważa naukowiec. Bez maszyn trudno sobie dziś wyobrazić badania kosmosu. To one wykonały zdjęcia powierzchni Marsa, odkryły metanowe jeziora Tytana i efekt cieplarniany Wenus – przypomina Bellingham.
Źródło: Rzeczpospolita
REKLAMA
REKLAMA
REKLAMA
REKLAMA
NAJNOWSZE Z RP.PL
REKLAMA
REKLAMA