В продължение на десетилетия учените разработват меки роботи, вдъхновени от създание, което често се приема за даденост – скромният земен червей.
Въпреки че специфичните характеристики ще варират в зависимост от вида, много земни червеи са с отлични способности. „Те са много гъвкави и се движат през пространства, които може да са трудни за достъп“, коментира Елза Арасола-Васкес, която изследва управлението на почвата в Шведския университет по селскостопански науки, цитирана в репортаж на БиБиСи*.
С други думи, земните червеи могат да правят неща, които много машини все още не могат. Напредъкът в роботизираното възпроизвеждане на тези функции е постепенен. Има нововъведения в имитирането на четинките на земните червеи, които им помагат да се захващат. Плюс това, има напредък в копирането на течността в техните сегменти, които, наред с други функции, им помагат да се движат.
Улавянето на характерното движение на земния червей е най-новото постижение в областта. В групата Soft Robotics към Италианския технологичен институт (IIT) изследователите са разработили робот, който по същество се издува навътре и навън отстрани, докато се разтяга и свива на дължина.
„Този дизайн е много иновативен“, казва Риди Дас, машинен инженер в IIT, „тъй като използва положително и отрицателно налягане, за да генерира сила, която е насочена навън и по дължината на роботизирания червей“. Иновацията означава, че неговото творение представя по-точно как се движат мускулите на земния червей и позволява по-свободно движение.
Неговият робот е земен червей с дължината и теглото на лек дъмбел. Той е пълен с гел, който позволява на изследователите да се приближат по-добре до радиалните движения на земния червей в сравнение с други течности. И въпреки че не е толкова бърз на равна повърхност, колкото някои предишни дизайни, той може да се движи по-дълбоко през изкуствена почва.
Човекът, който знае колко трудно е да се създаде робот от типа земен червей, който може да рови, е Ясемин Озкан-Айдън, електроинженер в университета Нотр Дам в САЩ.Тя е работила върху четири дизайна на роботи на земни червеи, използвайки информация от наблюденията си на истински земни червеи.
Озкан-Айдън отбелязва, че иновациите на групата на IIT са „много важни“ в света на роботиката, тъй като всеки сегмент от техния робот земен червей има способността да се разширява и в двете посоки. Това му позволява да създаде движение тип земен червей, което е като вълна от свиване и разширяване, която се придвижва по тялото му.
Подобно на другите проекти в нейната лаборатория в IIT, този е наистина „биовдъхновен“, както го описва биологът, превърнал се в роботист, Барбара Мазолай. Това означава, че разработването на прототипа изисква фундаментално разбиране на биологията на земния червей, вместо просто да имитира формата му. Тези биологични принципи трябва да допринесат за някаква полезна функция на робота. В случай на биовдъхновени роботи земни червеи, един полезен аспект за възпроизвеждане е меката, но здрава структура на земния червей.
Ключова разлика обаче остава размерът. С диаметър от 4 см и дължина от 45 см, роботът IIT е значително по-голям от истински земен червей. Роботите земни червеи обикновено имат помпи или други системи за движение, които увеличават обема им. Това ограничава потенциалните приложения в ендоскопията (използване на тръби с камери за изследване на вътрешни органи).
„Ако погледнете основните градивни елементи на тези роботи, това са пневматични изкуствени мускули, които по същество са гума с умело проектирана мрежа от влакна около тях“, обяснява Дийпак Триведи, машинен инженер в GE Research..
Тази изследователска линия е провокирана от искане за решения за изграждане на тактически тунели от Агенцията за напреднали изследователски проекти на отбраната (Darpa) в САЩ.
„Земните червеи могат да направят това тунелиране по много скрит начин“, изтъква Триведи. Докато програмата Darpa вече е приключила, GE продължава да работи с Министерството на отбраната на САЩ по конкретни случаи на употреба при тунелиране и навигация.
Особено важна употреба може да бъде при търсене и спасяване. Проф. Озкан-Айдън говори за неотдавнашните земетресения, които опустошиха Турция, нейната страна на произход. Малък гърчещ се робот с прикрепена камера би могъл да бъде полезен там за определяне къде да се концентрират спасителните усилия.
Но първо ще трябва да се направят много изследвания. Някои съществени характеристики на биологията на земните червеи – като слузта, която те отделят, за да смазват преминаването си през почвата и да се предпазят от изсъхване – е предизвикателство да се включат в робот.
„Тъй като това е естествена система и е еволюирала толкова много години, е много трудно да се повтори“, признават от IIT.
„Малко съм разочарован, че повече технологии за изкуствени мускули не успяха да преминат през „долината на смъртта на новите научноизследователски проекти“, признава Келар Отъм, биолог от Lewis & Clark College в САЩ.
Подобно на работата си върху лепила, вдъхновени от гекони, той вярва, че изкуствените мускули следват „правилото 10/10 за иновации“ – 10 години за откриване и още 10 за достигане до пазара.
Ако тези роботи, вдъхновени от земните червеи, в крайна сметка достигнат до пазара, те биха могли някой ден да прокопават тунели под краката ни, помагайки за поставянето на оборудването, което поддържа функционирането на нашите общества.
*Превод Георги Бурнаски по bbc.com
