Švajčiarsky robotický slon mení pravidlá hry v 3D tlači
Výskumníci z EPFL vytvorili prvý robot na svete, ktorý napodobňuje biologické tkanivá pomocou jediného materiálu
Zatiaľ čo svet sleduje pokroky v umelej inteligencii, vedci z prestížnej Švajčiarskej federálnej technologickej školy v Lausanne (EPFL) práve predstavili inováciu, ktorá môže zmeniť celú robotiku. Ich miniaturný robotický slon s prezývkou „EleBot“ dokáže napodobniť ohybnosť chobota aj tvrdosť kostí – a to všetko pomocou jediného materiálu.
Jeden materiál, nekonečné možnosti
Tradične sa roboti stavajú z rôznych materiálov – tvrdého kovu pre konštrukciu a mäkkých elastomérov pre pohyblivé časti. Tím z EPFL však prišiel s revolučným prístupom: 3D-printable, programmable lattice structure for robotics that mimics the vast diversity of biological tissues – from a flexible trunk to rigid bone – using a single foam material.
Tajomstvo spočíva v programovateľnej peniastej mriežkovej štruktúre, ktorá sa skladá z tisícov malých buniek. These cells can be programmed with different shapes and positions to give the robot rôzne mechanické vlastnosti – od flexibility až po tvrdosť.
Ako to funguje?
Výskumníci vyvinuli systém, ktorý používa dva hlavné typy buniek: Body-Centered Cubic (BCC) mriežky a X-kocky. The team’s method also allowed them to print hybrid cells, whose shape lies anywhere on the spectrum between BCC and X-cube. Táto technológia umožňuje plynulé prechody medzi rôznymi stupňami tuhosti v rámci jednej štruktúry.
Pre svoj slonový model vytvorili vedci niekoľko typov „tkanív“:
- Posuvný rovinný kĺb (podobný malým kostičkám v labke)
- Ohybný jednoosový kĺb (ako v kolene)
- Dvojsmerný ohybný dvojosový kĺb (ako v prstoch)
Prečo práve slon?
Výber slona nebol náhodný. Tieto majestátne zvieratá majú jedinečnú kombináciu tuhých kostí, flexibilných svalov a mimoriadne pohyblivý chobot. Robot dokáže napodobniť všetky tieto vlastnosti pomocou jedinej tlačenej štruktúry, čo demonštruje neobvyklú všestrannosť tejto technológie.
Video ukážky ukazujú, ako sa malý robot prirodzene pohybuje, ohýba sa a dokonca hrá bowling – činnosti, ktoré si vyžadujú komplexnú koordináciu rôznych mechanických vlastností.
Revolúcia v medicíne aj priemysle
Potenciál tejto technológie siaha ďaleko za robotické hračky. V medicíne by mohla umožniť vytváranie implantátov, ktoré dokonale napodobňujú vlastnosti ľudských tkanív. V priemysle by mohla viesť k vzniku adaptabilných robotov schopných vykonávať úlohy vyžadujúce rôzne stupne tuhosti a flexibility.
„Táto technológia otvára dvere k novej generácii robotov, ktoré môžu byť súčasne tvrdé aj mäkké, presne tam, kde to potrebujú,“ vysvetľuje tím výskumníkov.
Budúcnosť robotiky
Zatiaľ čo súčasná verzia EleBot-a je len malým demonstrátom, princípy, ktoré predstavuje, môžu zmeniť spôsob, akým navrhujeme a vyrábame robotov. Namiesto skladania z rôznych komponentov by budúce roboty mohli byť vytlačené ako jednoliaty celok s presne naprogramovanými mechanickými vlastnosťami v každej časti.
Táto inovácia zo Švajčiarska tak môže predstavovať začiatok novej éry v robotike, kde hranice mezi tvrdým a mäkkým, medzi kostrou a svalom, prestanú existovať. A možno už čoskoro uvidíme celé armády robotických slonov pracujúcich v továrňach, nemocniciach či dokonca v našich domovoch.
