Chobotnica je fascinujúce stvorenie, ktorého telo pozostáva výlučne z mäkkého svalu. Dve tretiny neurónov chobotnice sú v chápadlách, čo znamená, že každé chápadlo má svoju „myseľ“. Chápadlá chobotnice môžu rozväzovať uzly, otvárať fľaše a ovíjať sa okolo koristi akéhokoľvek tvaru alebo veľkosti. Stovky prísaviek, ktoré sú na chápadlách, dokážu vytvárať silné spojenie aj na drsnom povrchu. Predstavte si, že toto všetko by dokázal robot.
Vedci z Harvardu a Beihang University v Číne vyvinuli mäkkú robotickú ruku inšpirovanú chobotnicou, ktorá dokáže uchopovať, pohybovať sa a manipulovať so širokou škálou predmetov. Jej flexibilný zužujúci sa tvar chápadiel, dotvorený prísavkami, umožňuje pokročilému robotickému manipulátoru pevné uchopenie objektov všetkých tvarov, veľkostí a textúr – od vajec cez mobilný telefón až po veľkú fitness loptu.
„Väčšina predchádzajúcich výskumov robotov inšpirovaných chobotnicou sa zameriavala na napodobňovanie prisatia sa alebo pohybu chápadla, ale nie na obe činnosti,“ povedal August Domel, doktorand na Harvarde. „Náš výskum je prvý, ktorý zahŕňal tvar zužujúcich sa chápadiel a kombinované funkcie ohýbania a prisatia sa, čo umožňuje použitie jedného malého uchopovača na celý rad predmetov, ktoré by inak vyžadovali použitie viacerých uchopovačov.“
Vedci začali štúdiou skutočných chobotníc, a to najmä ich chápadiel, ktorých tvar sa s dĺžkou mení a zužuje v rôznych uhloch. Následne určili, ktorý návrh bude pri ohýbaní a uchopovaní predmetov pre uchopovací robot najlepšie fungovať. Ďalej sa tím pozrel na usporiadanie a štruktúru prísaviek a začlenil ich do návrhu.
„Napodobnili sme všeobecnú štruktúru a rozloženie týchto prísaviek pre naše akčné členy,“ povedal Zhexin Xie, študent doktorandského štúdia na univerzite Beihang. „Aj keď je náš návrh oveľa jednoduchší ako jeho biologická kópia, tieto vákuové prísavky napodobňujúce biochemické procesy sa môžu pripojiť k takmer akémukoľvek objektu.“ Z. Xie je spoluvynálezcom modelu Festo, uchopovacieho robota inšpirovaného chobotnicou, ktorý je prvou plne integrovanou aplikáciou tejto technológie v komerčnom prototype.
Vedci ovládajú robotické chápadlo pomocou dvoch ventilov, jeden na vyvíjanie tlaku na ohýbanie chápadla a druhý na vytvorenie vákua, ktoré zapája prísavky. Zmenou tlaku a podtlaku sa chápadlo môže pripojiť k objektu, ovinúť sa okolo neho, prenášať ho a uvoľniť. Vedci úspešne testovali zariadenie na rôznych predmetoch vrátane tenkých plastových dosiek, hrnčekov na kávu, skúmaviek, vajec a športových lôpt.
„Výsledky našej štúdie nielenže poskytujú nový pohľad na vytvorenie mäkkých robotických manipulátorov novej generácie na uchopenie širokého spektra morfologicky rozmanitých objektov, ale tiež prispievajú k nášmu pochopeniu funkčného významu variability chápadiel u chobotníc,“ povedala Katia Bertoldi, profesorka aplikovanej mechaniky na Harvarde a spoluautorka štúdie.
Zdroj: Octopus Inspired Robot can Grip, Move and Manipulate. Robotics Research. [online]. Publikované 10. 3. 2020. Citované 27. 7. 2020. Dostupné na: https://www.roboticsresear.ch/articles/20072/octopus-inspired-robot-can-grip-move-and-manipulate
