10 děsivých pokroků v měkké robotice

Posledních 20 a více let internet šíří vtipy typu „takhle začíná Skynet“. Matice » pokaždé, když se ve zprávách objeví nové pokroky v robotice. V podstatě si podle něj můžete nastavit hodinky. A i když je to trochu unavený starý trop, zdá se, že se lidem líbí.

Ve skutečnosti však nemusíme čekat, až se roboti zvednou. Díky měkké robotice jsou roboti už divnější než cokoliv, s čím se kdy Arnold Schwarzenegger nebo Keanu Reeves museli potýkat. Měkká robotika je podžánr robotiky, kde stroje nejsou vyrobeny z tvrdých kovů a plastů, ale z měkkých, poddajných materiálů, které napodobují maso a svaly, i když ne vždy v lidském smyslu. Něco z toho, co bylo vytvořeno pod tímto sloganem, je výjimečně zvláštní.

10. Mrtvoly robotických pavouků

V červenci 2023 svět viděl místo, kde se roboti a zombieismus protínají, když se vědci otočili mrtví pavouci v robotech . Přesně řečeno, měkký robot by mohl být navržen tak, aby napodoboval biologické funkce pomocí věcí, jako je hydraulika a močové měchýře. Trubky a hadice pod tlakem mohou fungovat jako končetiny a pohony, aby se věci pohybovaly. Jak se ukázalo, pavouci fungují velmi podobně.

Pavouci mohou pohybovat končetinami díky vnitřnímu hydraulickému systému. Nemají tolik svalů jako lidé, ale jejich krevní tlak umožňuje jejich končetinám se pohybovat a stahovat. Když pavouk zemře, jeho srdce se zastaví a jeho tělo se zhroutí kvůli ztrátě tlaku. Tento nový experiment znovu aplikuje tlak na mrtvé tělo. Vědci naplnili mrtvolu vzduchem, což umožnilo nohám se oddálit a znovu otevřít. S poklesem tlaku vzduchu se nohy začnou zavírat. Konečný výsledek je jako jeden z těch karnevalových strojů na drápy, kterými se snažíte vyhrát plyšové zvíře, ale je to mrtvola schopná zvednout 130 procent vlastní tělesná hmotnost.

Jaký je tedy cíl? Technicky je to levnější než postavit robota schopného vykonávat stejný úkol. A vědci se domnívají, že tato temně pojmenovaná větev nekrobotů by mohla mít praktické aplikace, včetně vytváření a třídění a dokonce i sbírání vzorků v terénu, protože pavouci jsou již dobře maskováni. I když jsou mrtví.

9. MIT vytvořil měkkou gelovou ruku, která dokáže chytit ryby

Robotická ramena jsou jedny z nejstarších a nejznámějších robotů na světě. Ne nutně Terminátorův titanový kosterní dráp, ale prostě robotické ruce používané k továrnímu uchopení, často jen dvěma nebo třemi prsty. Většina z nás je viděla a používají se po celém světě.

Historicky se tyto robotické paže ukázaly jako docela nebezpečné. Jejich síla uchopení je významná, bez ohledu na to, k čemu byly navrženy. Jeden robot navržený pro hraní šachů, zlomil jsem si prst 7 let starý soupeř. Soft robotics vyvinula robota s mnohem jemnějším dotykem.

Analogicky s houževnatým nekropavoučím botem, který použili vědci z Massachusettského technologického institutu hydrogelové roboty , které jsou tak jemné, že dokážou bezpečně uchopit rybu, když plave, aniž by způsobily újmu. Je to jako když vás objímá ochablá chobotnice.

Hydrogelová ruka, která, jak název napovídá, se skládá hlavně z vody , se skládá z flexibilních materiálů, které jsou 3D vytištěny na požadovanou velikost a tvar. Voda napumpovaná do prstů umožňuje jejich roztažení a roztažení, poté je lze otevřít a zavřít. Protože je měkký a naplněný vodou, dobře se hodí pro choulostivé úkoly a chytání ryb bylo jakýmsi důkazem konceptu, který ukázal, že robot je schopen vykonávat choulostivé funkce.

8. Roboti na sběr ovoce s měkkýma rukama

Nyní, pokud vás zajímá, co dobrého může udělat robot, který dokáže držet rybu, už se nedivte. Tato oblast měkkých robotů má praktické důsledky a jedním z pokroků, který vzešel z této myšlenky velmi měkkého robota, je sběr ovoce.

Tradičně byl sběr ovoce procesem řízeným člověkem. Ačkoli jsou stroje velmi užitečné při sklizni mnoha plodin, některé vyžadují lidský zásah, protože stroje minulosti byly příliš hrubé. Ovoce jako maliny bylo pro stroj příliš jemné. To už neplatí.

Zpátky v roce 2017 Ocado to předvedl robotické paže , které byly dostatečně jemné, aby zvedly snadno poraněné předměty, jako jsou maliny nebo rajčata. Budou použity ve skladu internetového obchodu pro výběr zákaznických objednávek. Tlak vzduchu ovládá úchop robota na paži a v kombinaci s umělou inteligencí mohou roboti pozorovat produkt, určovat zralost produktu a další při vychystávání objednávek.

V terénu robot na sběr malin používá čtyři ramena, senzory a jemný dotek na měkkých plastových chapadlech, aby vybral cca. jeden kilogram ovoce v jednu hodinu. Není to tolik, ale doufají, že se brzy zčtyřnásobí.

7. Vycpaný robot inspirovaný hvězdicí se může zasunout pod dveře.

Hvězdice jsou zajímaví tvorové, ale i z lidského hlediska je na nich něco zvláštního. Totéž lze říci o mnoha mořských tvorech. Všichni se vyvinuli ve světě velmi odlišném od našeho povrchového světa, takže nám připadají trochu cizí, zvláště když je sledujeme, jak se pohybují. Není tedy žádným překvapením, že vycpaný robot inspirovaný hvězdicí by vypadal velmi zvláštně, ne-li přímo strašidelně.

Harvard vyvinul měkkého robota vyrobené z elastomerů , který se pohybuje díky pumpování svalů vzduchem. Může se pohybovat několika způsoby, od chůze po klouzání, a je také schopen vyfouknout a vmáčknout pod dveře nebo přes trhliny. Ačkoli model předvedený Harvardem musí být připojen k hadicovému systému pro řízení proudění vzduchu, potenciál budoucích pokroků, které by umožnily autonomnímu měkkému robotu zapadnout do prostorů, kam se konvenční tvrdý robot nedostane, se zdá jasný.

6. Robot s magnetickými chapadly může být veden vašimi plícemi

Řekněme, že jste v nemocnici, protože něco není v pořádku s vašimi plícemi. Lékaři musí lépe rozumět tomu, co se děje, tak co dělají? Asi čekáte rentgen hrudníku nebo něco podobného. Ale co když se rozhodnou poslat robotické chapadlo do vašich plic, aby se rozhlédli a viděli, jak na tom jste? Speciálně pro tento účel bylo vyvinuto vědci z University of Leeds ve Velké Británii .

Magnetic Tentacle Robot, což se nyní zdá být oficiálním názvem, je robot s měkkým tělem vyrobený z propojených válců. Lze to provést přes plíce pomocí magnetu pro odběr vzorků tkáně nebo dodávání léků a léků.

Pokud to zní děsivě, nebojte se. Tak to popsal hlavní výzkumník. "Je to strašidelné," řekl a zároveň připustil, že plánem bylo najít co nejméně invazivní způsob, jak prozkoumat nejhlubší a nejnepřístupnější místa v lidském těle. A protože konečným cílem je zachraňovat životy, možná je malý plíživý faktor rozumnou cenou.

5. Robotští švábi přežijí rozdrcení

Bude těžké najít na světě mnoho lidí, kteří milují šváby. Zamořují místa a zasypávají je svými výkaly a mrtvolami; žerou přes dráty, mohou přežít radiační zátěž a je notoricky obtížné je zabít. Takže robot šváb je jen další vrstva strašidelnosti.

Naštěstí pro nás robotický šváb alespoň fyzicky nevypadá jako šváb nebo tak něco. Schopnost přežít si ale zachovává i poté, co se o to někdo pokusí rozdrtit ho . Dokáže odolat zátěži milionkrát vyšší, než je jeho vlastní hmotnost, a přesto uteče. Může se také pohybovat velmi rychle, pokrývající 20 délek těla za pouhou vteřinu, což je další nepříjemná vlastnost švábů.

Malý tvoreček je v podstatě tvořen piezoelektrickým panelem. Proud, který na něj působí, způsobuje jeho roztahování a smršťování, čímž vytváří pohyb díky vrstvě elastického polymeru, který způsobí, že se opět ohýbá a narovnává, a také páru drobných nožiček pod ním. Budoucí plány jsou přidat senzor plynu, aby se mohl dostat do malých míst a detekovat nebezpečné výpary.

4. Stanfordští výzkumníci vytvořili měkkého robotického hada, který může růst

Sot roboti mají velký potenciál, pokud jde o záchranu životů. Vezměte si například pátrání a záchranu. Budova se zhroutí po zemětřesení nebo výbuchu. Něco jako měkké robotický had ze Stanfordu mohou být okamžitě odeslány, procházet trhlinami a štěrbinami, aby našly uvězněné přeživší, včetně kamery a dokonce i vody pro oběť. Záchranáři hned vědí, kam se mají dívat, aby zvýšili své šance na záchranu života. 

Musíte to mít na paměti, když uvidíte, jak strašidelný je robotický had ve skutečném životě, který je schopný doslova růst a lézt nahoru a přes překážky jako klouzající úponek rychle se pohybujícího vinné révy . Roste jako ponožka, která se rozmotá a dá se do ní přidat nový materiál. Základna nebo start by se nikdy neměly pohybovat, protože zbytek robota stále roste.

3. Magnetický slizový robot, který dokáže získat spolknuté předměty

Před pár lety byl magnetický tmel oblíbenou pseudohračkou, protože vypadal jako sliz, který se mohl sám pohybovat. Ukazuje se, že to inspirovalo myšlenku nového typu měkkého robota, který by mohl být potenciálně použit ke kontrole lidského gastrointestinálního systému a odstraňování blokád. Pokud pacient spolkl něco nebezpečného - kusy kovu nebo dokonce baterie do hodinek, robot s magnetickým goo by mohl dosáhnout a uchopit nebezpečný materiál.

Protože je magnetický, lze s ním manipulovat do různých tvarů a dokonce ho vést i velmi úzkými prostory. A kvůli tomu, kde se dá použít a jak vypadá, protože jeho popis byl vyhozen Název " magnetické hovínko "

2. Xenoboti jsou roboti vyrobení z živých žabích buněk.

Už jsme viděli, co se stane, když uděláte roboty z něčeho mrtvého, tak co něco živého? Xenoboti - jedná se o roboty skládající se z živých buněk, v tomto případě z žabích buněk.

Vědci použili žabí kmenové buňky k vytvoření malých živých robotů, kteří mohou provádět jednoduché úkoly. Buňky kůže a srdce, které spolu nemají nic společného, mohou kolem sebe tlačit mikroskopické předměty. Dokonce se dají znovu dohromady, pokud se poškodí.

Doufá se, že xenoboty by mohly být někdy použity lék a dokonce i ve světě vyčistit životní prostředí od škodlivin. Budoucí xenobot bude schopen dodávat léky přímo do orgánů ve vašem těle, které je potřebují. Nekvalifikují se ani jako stroj, ani jako životní forma, nebo možná spadají pod obojí.

1. Robotický prst pokrytý živou kůží

Ve sci-fi je nemožné rozhoupat strom bez robota, který simuluje pád člověka. Od Data na Star Trek před Terminátorem a Cylony Battlestar Galactica „Opravdu se nám líbí myšlenka vytvářet věci k našemu obrazu. Navíc to jen zlevní speciální efekty, když obsadíte člověka a řeknete, že je to robot. Bylo nevyhnutelné, že skutečný život bude také následovat cestu humanoidních robotů. A to, co jsme zatím vymysleli, je přinejlepším odpudivé.

Zatímco existuje několik tvrdých robotů navržených v lidských tvarech, pouze měkká robotika se může dostat do bodu, kdy do hry vstoupí slova „lehce zpocená“, která popisují, jak vypadají. Japonští vědci vyrobili měkký robotický prst a potažena kůží. Skutečná, živá tkáň.

Protože je tkáň živá, robot může uzdrav se sám od poškození. Za designem stojí přesvědčení, že pokud je robot realističtější, lidé s ním budou snáze komunikovat. To může být kritické v lékařských zařízeních nebo v jiných situacích, kdy se někdo potřebuje spolehnout na robota.

Kůže musí být udržována vlhká, aby nevysychala, protože prst není k ničemu připojen a není zde oběhový systém. Také poznali, že se pohyboval velmi mechanickým způsobem. Nikdo nemluvil o tom, jak by to vypadalo na robotově obličeji, nebo co by se stalo, kdyby robot potažený kůží dostal nějakou infekci a jeho obličej by hnil.

V budoucnu plánujeme vybudovat základnu, dát jí nehty, potní žlázy a vlasové folikuly. Pak, možná jednoho dne, vyroste do plné ruky.