Odpady z restauracji trafiły do laboratorium. Naukowcy stworzyli robota z pancerza langusty

Jak powstał robot z egzoszkieletu langusty?

Choć wielu badaczy robotyki wzoruje się dziś na przyrodzie, ich konstrukcje najczęściej nadal powstają z klasycznych, niebiologicznych surowców, takich jak metal, tworzywa sztuczne czy kompozyty. Zespół z Politechniki Federalnej w Lozannie postanowił pójść inną drogą i wykorzystał do budowy robota dużą część pancerza jadalnej langusty, który normalnie trafiłby do kosza jako odpad. W ten sposób połączyli inspirację naturą z realnym ponownym użyciem odpadów spożywczych w zaawansowanej technologii.

Dlaczego egzoszkielet langusty nadaje się do robotyki?

„Egzoszkielety łączą zmineralizowane pancerze z błonami stawowymi, zapewniając równowagę między sztywnością i elastycznością, która pozwala poszczególnym segmentom poruszać się niezależnie. Te cechy umożliwiają skorupiakom szybkie, gwałtowne ruchy w wodzie, ale mogą być również bardzo przydatne w robotyce. Ponadto, dzięki ponownemu wykorzystaniu odpadów spożywczych, proponujemy zrównoważony, cykliczny proces projektowania, w którym materiały można poddawać recyklingowi i przystosowywać do nowych zadań” – mówi prof. Josie Hughes, autorka wynalazku opisanego w magazynie „Advanced Science”. Badacze podkreślają, że takie naturalne pancerze są same w sobie bardzo wytrzymałe, a jednocześnie elastyczne, co idealnie pasuje do ruchomych elementów robota.

Jakie funkcje dostał robot z pancerza langusty?

Aby lepiej kontrolować ruch każdego fragmentu ogona langusty, naukowcy uzupełnili egzoszkielet syntetycznymi elastomerami, a całość pokryli warstwą silikonu, co dodatkowo zwiększyło odporność konstrukcji. Tak przygotowany moduł zamontowali na podstawie z napędem. Zespół ze Szwajcarii pokazał trzy różne zastosowania tak przerobionych odwłoków langust: powstał manipulator zdolny unosić przedmioty ważące do 500 gramów, elastyczne chwytaki, które mogą się wyginać i obejmować obiekty o różnych kształtach, oraz robot pływający. Cały układ można też rozebrać, a poszczególne elementy wykorzystać ponownie w innych konfiguracjach.

Czy odpady jedzenia mogą trwale trafić do robotyki?

„Z naszej wiedzy wynika, że jako pierwsi pokazaliśmy koncepcję integracji odpadów spożywczych z systemem robotycznym, który łączy zrównoważone projektowanie z ponownym użyciem i recyklingiem” - mówi Sareum Kim, pierwsza autorka publikacji. Zespół zwraca uwagę, że takie rozwiązania mogą w przyszłości inspirować systemy, w których elementy konstrukcyjne pochodzenia biologicznego trafią na przykład do implantów biomedycznych albo do platform służących do monitorowania biosystemów. Jednocześnie badacze zauważają ograniczenia – naturalne struktury różnią się między sobą, więc na przykład ogony poszczególnych langust mają odmienny kształt, co sprawia, że dwupalczasty chwytak zgina się po każdej stronie w nieco inny sposób. Według naukowców to wyzwanie wymaga opracowania bardziej zaawansowanych metod syntetycznego wspomagania, w tym precyzyjnie dostrajanych kontrolerów.

„Choć natura niekoniecznie dostarcza formy optymalnej, wciąż przewyższa wiele systemów sztucznych i oferuje cenne wskazówki do projektowania funkcjonalnych maszyn opartych na eleganckich zasadach” - podsumowuje prof. Hughes. Szwajcarscy naukowcy pokazali w ten sposób, że odpady z przemysłu spożywczego mogą stać się pełnoprawnym komponentem robota, który łączy trwałość i elastyczność naturalnego pancerza skorupiaka z możliwościami nowoczesnych materiałów i napędów.

Źródło PAP.