Vodní běžec: Robotický šváb HAMR

Vodní běžec: Robotický šváb HAMR
Sdílej
 
Zachrání lidský život, anebo prozkoumá nedostupné planety. Hmyzák HAMR ukazuje budoucnost mikrorobotiky.

 

Co mají společného znakoplavka, vodoměrka a šváb? Žádný z nich nemá problém s vodou! Umí se v ní rychle a dlouho pohybovat a jsou k tomu skvěle přizpůsobení. Znakoplavka používá silné zadní nohy jako vesla. Vodoměrka chodí po hladině a šváb se umí ponořit pod vodu až na třicet minut. Všechny tyto vlastnosti inspirovaly vznik nového druhu: HAMRa.

Roboti z Harvardu

HAMR váží pouhých 1,66 gramů, dokáže běhat po vodě, potápět se pod hladinu, vyskakovat z vody a dokonce se pohybovat i po souši. Nejde však o živého tvora. HAMR (zkratka z anglického Harvard Ambulatory MicroRobot) se skládá z elektroniky a velmi pohyblivých končetin. Na jeho vývoji pracovali inženýři v laboratoři specializované na výzkum mikrorobotů na Harvardské univerzitě. Po pěti letech se jim podařilo rozhýbat robotického obojživelníka s neuvěřitelnými možnostmi.

HAMR vstupuje na vodní hladinu • 

HAMR a hladině

Minimální váha umožňuje HAMRovi pohybovat se po hladině s využitím povrchového napětí vody. Jde o fyzikální efekt, při kterém se dostatečně lehké předměty nepotopí. Umí to třeba zmíněné vodoměrky, ale vyzkoušet to můžete i vy, když na vodní hladinu položíte kousek alobalu – dokud ho násilně nepotopíte, neklesne. HAMR má na nohách čtyři plošky, které mají úplně stejnou funkci. Udrží robota na hladině, a to i v pohybu, kterého dosahuje kmitáním všemi končetinami současně. Zatočit pak dokáže aktivováním jen levých nebo jen pravých nohou.

Vlastnosti znakoplavky inspirovaly konstrukci HAMRa • 

Elektrické zanoření

Rychlost robota na hladině není závratná, v současnosti zdolá 2,8 centimetru za sekundu. K dobru má ale jednu superschopnost. Pakliže se před ním objeví překážka, vyšle z malé baterie elektrický pulz do všech čtyř nohou a prolomí jím povrchové napětí vody. Následně klesne pod hladinu a překážku podejde po dně. Pak ale přichází problém: Jak se dostat z vody? Musí opět prorazit hladinu a vyškrábat se na břeh, což v současnosti zvládne jen s pomocí speciální nakloněné rampy a zvýšení rychlosti při prorážení hladiny. Do budoucna by však mohl využít plynové kapsle, kterou má například robovčelka RoboBEE (psali jsme o ní v ABC 5/2018) z toho samého výzkumného ústavu.

Speciální nohy využívají povrchové napětí tekutiny, po které se pohybují • 

Naložte si mě!

Pro chůzi na souši využívá HAMR stejného kmitání končetin jako při chůzi na vodě nebo po dně. Jeho rychlost je ale vyšší kolem 37 centimetrů za sekundu. Na jedno nabití dokáže dovádět kolem pěti minut, ale inženýři doufají, že časem se životnost baterie zvýší i s udržením její nízké hmotnosti. Ta je důležitá nejen pro pohyb na vodě, ale také kvůli nákladu, který robot unese. Zvládne sice pouze 1,44 gramů, ale mohou to být dodatečná čidla pro výzkumné práce.

Vlastnosti vodoměrky inspirovaly konstrukci HAMRa • 

Vědec i záchranář

Právě ve výzkumu je HAMRova budoucnost. Ukazuje, že být menším může být velkou výhodou oproti těžším a větším robotům. Další generace těchto obojživelných mikrorobotů mohou sloužit jako vědecké nástroje pro zkoumání těžko dostupných míst. Jistě by je uvítali i záchranáři při práci v nepřístupném terénu, třeba ve složitém zatopeném jeskynním systému. V případě rozvoje rojové umělé inteligence, při které spolu roboti komunikují a organizují svůj postup, pak mohou mikroroboti mapovat rozsáhlé plochy třeba na vzdálených planetách nebo na dně jezer.


Skokan Salto

Jak je vidět u HAMRa, inženýři kopírují přírodu. Je to případ i robotického skokana Salta. Inspirací pro jeho konstruktéry byla skokanská technika africké opičky komby, která jí poskytuje vertikální mrštnost 2,24 metru za sekundu.

Robot Salto je skokan-záchranář • 

Salto umí podobným smrštěním a uvolněním mechanických svalů vyskočit až 1,25 metrů vysoko a odrazit se od zdi k dalšímu skoku. Za jednu sekundu tak zvládne překonat 1,83 výškového metru. Přitom váží pouhých 100 gramů a měří 26 centimetrů.


Robot Edison: Staňte se vládcem stroje!

Robot Edison: Staňte se vládcem stroje!

Nejrychlejší roboti na světě

Nejrychlejší roboti na světě

CIMON: Umělá inteligence ve vesmíru

CIMON: Umělá inteligence ve vesmíru

 

Klíčová slova:
HAMR, robot, robotika, technika, vynález