Šestinohého robota, který funguje pouze na stlačený vzduch a nemá žádnou elektroniku, se podařilo vytisknout z jednoho kusu 3D tiskárny. Kalifornská univerzita v San Diegu navrhuje inovativní přístup s konstrukcí za velmi lákavou cenu.
Robotické inženýrství učinilo překvapivý krok vpřed vytvořením jednodílného 3D tištěného robota typu hexapod, který funguje výhradně na stlačený vzduch. Tento svérázný mechanický tvor se vymyká normě, protože se zcela obejde bez elektroniky. Příroda nás již desítky let inspiruje k vytváření stále efektivnějších robotů, ale tentokrát jde mnohem dál než jen ke kopírování toho, co vidíme u živých tvorů.
Robota vyvinul postdoktorand Yichen Zhai a jeho tým na katedře strojního a leteckého inženýrství Kalifornské univerzity v San Diegu. Zařízení bylo vyrobeno v nepřetržitém procesu tisku, který trval téměř dva a půl dne v kuse, přičemž jako hlavní materiál byl použit pružný termoplastický polyuretan. Tento přístup umožňuje vytvářet složitá zařízení bez nutnosti sestavovat více dílů. Tento typ 3D tisku, známý jako aditivní tisk, je revoluční metodou, která mění výrobu tím, že umožňuje vytvářet složité, na míru šité struktury s působivou přesností.
Nové chápání experimentální robotiky
Fungování hexapodu je založeno na důmyslném pneumatickém systému. Stlačený vzduch, dodávaný externím čerpadlem nebo vestavěnou kazetou CO₂, proudí postupně oscilujícím pneumatickým okruhem, který aktivuje nohy. Každá končetina má čtyři stupně volnosti, což robotovi umožňuje efektivně se pohybovat v různých typech terénu a dokonce fungovat pod vodou jako jiné experimentální modely. Schopnost pracovat pod vodou je obzvláště zajímavá, protože otevírá dveře aplikacím v mořském prostředí, kde by běžná elektronika mohla selhat kvůli korozi.
Autonomie robota závisí na jeho konfiguraci: s integrovanou kazetou CO₂ má omezenou dobu provozu, ale připojený k externímu čerpadlu může bez údržby fungovat tři dny nonstop. Tato vlastnost spolu s nízkými výrobními náklady kolem 20 USD (v přepočtu 460 korun) z něj činí ekonomicky přijatelnou alternativu pro aplikace, které vyžadují roboty na jedno použití nebo které musí pracovat v prostředí nepřátelském pro běžnou elektroniku.
Výzkumníci upozornili, že takoví roboti by mohli být užiteční zejména při průzkumu oblastí s vysokým radiačním zářením nebo dokonce povrchu jiných planet, kde by tradiční elektronika mohla selhat. Na rozdíl od humanoidních robotů, jako jsou například roboti společnosti Boston Dynamics, kteří se spoléhají na složité elektronické systémy, tento přístup sází na mechanickou jednoduchost a extrémní odolnost vůči podmínkám, které by usmažily jakékoli obvody. Odolnost vůči záření je pro vesmírné mise klíčová, protože kosmické záření může poškodit běžné elektronické obvody.
Potenciál inovativních strojů
Budoucí vývoj této technologie se zaměří na implementaci metod skladování CO₂ uvnitř samotného robota a na použití 100% biologicky rozložitelných materiálů, aby se snížil jeho dopad na životní prostředí. Tento směr výzkumu se připojuje k dalším průkopnickým iniciativám, jako jsou vícesměrné umělé svaly vyvinuté MIT, které dnes radikálně mění pravidla hry v oblasti robotiky. Umělé svaly umožňují robotům provádět plynulejší a přirozenější pohyby, čímž se přibližují schopnostem živých organismů.
Tento hexapod „představuje skutečný převrat ve světě robotiky“, a to nejen proto, že funguje bez jediné elektronické součástky, ale i kvůli dveřím, které otevírá budoucím aplikacím. Jak říká vedoucí týmu profesor Michael Tolley:
„Jedná se o zcela jiný pohled na stavbu strojů. A má určitě pravdu, protože tento šestinohý tvor by mohl v příštích letech převrátit naruby způsob, jakým navrhujeme a stavíme roboty.“