Włosi pracują nad robotami naśladującymi rośliny

Dr Barbara Mazzolai z Włoskiego Instytutu Technologii (IIT), zainspirowana toskańskimi winoroślami, wpadła na pomysł, aby mechanizmy ruchu roślin wykorzystać do budowy robotów. Rośliny rosną - zarówno w górę, jak i w dół; łodygi kierują się w stronę światła i z dala od grawitacji, a korzenie - przeciwnie, szukając wody. Liście czy kwiaty zamykają się i otwierają, a owadożerne gatunki chwytają insekty.

Na łamach "Nature Communications" włoska grupa zaprezentowała niedawno miękkiego robota, który wyglądem i zachowaniem przypomina wspinające się w górę i nawijające się na różnego rodzaju podpory pnącza. Badacze wyjaśniają, że sztuczne pnącze do swojego ruchu, podobnie jak pierwowzór, wykorzystuje transport wody i jonów. Giętka rura z tworzywa sztucznego wypełniona jest płynem z jonami, który reaguje na niewielkie napięcie elektryczne i przemieszcza się pod jego działaniem. Podłączając i odłączając prąd można sprawić, że sztuczne pnącze zawija się lub prostuje.

Badacze podają przykładowe możliwe zastosowania takiej technologii. Dzięki niej, miałyby powstać giętkie ramiona robotów czy elementy tzw. inteligentnych ubrań. W ramach nowego projektu "GrowBot" włoscy specjaliści zamierzają jednak pracować nad wspinającym się robotem-pnączem, który wykorzysta różne podpory, dopasuje swój ruch do napotykanego otoczenia i ominie rozmaite przeszkody. Miałby docierać w miejsca, do których żadne inne urządzenia nie mogą, aby np. umieszczać tam choćby czujniki. Na projekt badacze otrzymali już od Komisji Europejskiej grant w wysokości 7 mln euro.

"W przyszłości będziemy mieć wspinające się roboty. Tego dotyczy nowy projekt GrowBot. Muszą one poruszać się wbrew grawitacji, a nie zgodnie z nią. Wyzwanie więc polega na tym, aby opracować lepiej dopasowane, być może bardziej elastyczne materiały oraz mechanizmy pozwalające robotom na pokonanie ziemskiego przyciągania" - wyjaśnia dr Mazzolai.

Wcześniej badacze zaprezentowali inną konstrukcję. W jej skład wchodziły inteligentne korzenie. Na szczycie żywych korzeni znajdują się komórki wykrywające m.in. światło, wilgotność, temperaturę czy substancje odżywcze. Aby przemieszczać się przez glebę, korzenie rosną, zwiększając swoją strukturę o kolejne komórki. W swojej konstrukcji naukowcy starali się zrekonstruować te mechanizmy. Jeden ze sztucznych korzeni potrafi więc rosnąć, lecz zamiast mnożących się komórek, do wzrostu wykorzystuje druk 3D. Drugi natomiast zgina się w różnych kierunkach w reakcji na wilgotność, temperaturę, grawitację i dotyk. Naukowcy mówią o stworzeniu robotów, które będą wnikać w glebę i sterować swoim wzrostem, kierując się siłą ciążenia, obecnością wody czy innymi substancjami chemicznymi. Wśród zastosowań badacze wymieniają monitoring gleby, poszukiwania zanieczyszczeń czy złóż - kiedyś, być może - nawet na innych planetach. Mówią także np. o nowego typu endoskopach, które w trakcie medycznych zabiegów będą mogły wnikać w delikatne narządy człowieka.

"To jest rewolucja w robotyce, ponieważ taki robot potrafi tworzyć własne ciało i z pomocą technologii druku trójwymiarowego przemieszczać się w stronę wybranego bodźca. Zatem warstwa po warstwie, robot buduje sam siebie" - opowiada dr Mazzolai, która w 2015 r. została uznana przez serwis RoboHub za najbardziej wpływową kobietę robotyki. "Cel jest taki, aby stworzyć autonomiczne roboty, które będą poszukiwać w środowisku różnorodnych substancji - wody i różnych związków chemicznych, także niebezpiecznych, jak np. metale ciężkie" - dodaje badaczka.