Relatert innhold
- Hvordan Biomimicry er inspirerende menneskelig innovasjon
Meshworm bruker peristaltikk, trekker sammen og utvider forskjellige muskelsegmenter, til å krysse over bakken. Bilde via MIT
I løpet av de siste årene har ingeniører i økende grad sett på den naturlige verden når de oppfinner banebrytende roboter. Flygende droner inspirert av fugler og insekter har ført til himmelen, og svømmende roboter basert på manetene er utviklet for sjøene.
Nå har et team av forskere fra MIT, Harvard og Seoul National University blitt inspirert av en annen slags skapning for en neste generasjons robot: den ydmyke meitemarken. Som beskrevet i en artikkel som nylig er publisert i tidsskriftet Transactions on Mechatronics, har en gruppe ledet av professor Sangbae Kim laget en enhet de kaller “Meshworm, ” en liten robot som kryper langs bakken på samme måte som ormer gjør, ved å bruke prinsippet om peristaltikk.
Enheten drives av en spiralformet spiral av kunstig muskel laget av en titan- og nikkellegering, et materiale valgt av en spesiell grunn: Den strekker seg når den blir oppvarmet og trekker seg tilbake til sin opprinnelige form når den er avkjølt. Ingeniørene brukte et internt batteri og kretskort for å påføre en svak elektrisk strøm på forskjellige muskelsegmenter i Meshworm, og varme opp hver av dem etter tur. Når hvert segment blir oppvarmet, utvides det i lengde, noe som får den ytre omkretsen til nettet til å trekke seg sammen kort, og deretter gå tilbake til sin opprinnelige størrelse raskt etterpå. Ettersom denne bevegelsen skjer suksessivt ved hvert segment, produserer den en bølge av sammentrekning som gjør at Meshworm kan krype langs bakken.
Alt dette kan høres komplisert ut, men det ser unødvendig naturtro ut - du har sannsynligvis sett det skje hundrevis av ganger i løpet av livet ditt i naturen. I tillegg til meitemark, beveger snegler og agurker seg også via peristaltikk, og våre egne mage-tarmkanaler flytter mat med samme mekanisme. Se Meshworm move i MIT-videoen nedenfor:
I tillegg har roboten kunstige muskler som løper langs sin lengde på både venstre og høyre side. Når en av disse musklene varmes opp, trekker de enheten til venstre eller høyre, slik at den kan styre i begge retninger når den beveger seg fremover. Den autonome roboten kan programmeres til å bevege seg på bestemte veier uten menneskelig innblanding.
Meshworm har en mer bemerkelsesverdig egenskap: Den er nesten uforgjengelig. Fordi enheten består av nesten helt av myke deler, kan den hamres eller tråkkes på uten å lade noen reell skade. "Du kan kaste den, og den vil ikke kollapse, " sa Kim i en MIT-pressemelding. "De fleste mekaniske deler er stive og skjøre i liten skala, men delene i Meshworms er alle fibrøse og fleksible."
Potensielle bruksområder for konseptene som er demonstrert i denne enheten er varierte. Forskningen er finansiert av DARPA, et byrå fra det amerikanske forsvarsdepartementet som utvikler nye militære teknologier, og noen spekulerer i at roboten en dag kan brukes i rekognoseringsoppdrag, siden den kunne luftslippes, lanseres eller kastes over relativt lange avstander og land uten skade. Forskerne bemerker at slik teknologi kan være nyttig for å navigere i ulendt terreng og passe inn i små rom; dette, sammen med det faktum at det fungerer stille og upålitelig, gir tro til ideen om det en dag kryper langs bakken som en skummel robot-spion.
Men det kan godt være mer godartede bruksområder også. Kellar Autumn, en professor ved Lewis and Clark College som studerer biomekanikk innen robotikk, fortalte MIT at enheter som ligner Meshworm en dag kan være nyttige for et bredt spekter av applikasjoner, inkludert både forbrukerteknologi og medisinsk utstyr som endoskop, implantater og protetikk. "Selv om robotens kropp er mye enklere enn en ekte orm - den har bare noen få segmenter - ser det ut til å ha ganske imponerende ytelse, " sa Autumn. "Jeg spår at i løpet av det neste tiåret vil vi se formforandrende kunstige muskler i mange produkter, for eksempel mobiltelefoner, bærbare datamaskiner og biler."
