Заборави метал. Када су у питању роботи, будућност је мекана и мекана

Негде у лабораторији нешто се мигољи. Његово робот јегуљапливајући нечујно кроз огроман замрачен резервоар слане воде; његови ритмични покрети налик врпци одзвањају покретима његовог природног двојника. Или је то ан робот инспирисан хоботницом, изгледа као Х.П. Лавкрафт је можда сањао да је рођен 100 година касније и да је постао роботичар уместо писац хорора?

Можда није ни једно ни друго. Можда је то мекани гумени рукав, обавијен око људског срца, и дајући му редовне умирујуће стискање како би се омогућило да настави да куца пред срчаном инсуфицијенцијом. Или а хидрогел хватаљка који може да пружи руку и зграби рибу која плива, обезбеђујући је без повреде. Ор. Ор. Ор.

Реалност је да не недостаје примера из растуће области меке роботике. Једно од најузбудљивијих поља у истраживању роботике, који се брзо развија, ови роботи не личе на тврде, металне машине које нам је обећала научна фантастика. Направљени су од гумених материјала. Такође су много јефтинији за изградњу, теже су знатно мање и нуде далеко већу флексибилност и (можда контраинтуитивно, с обзиром на њихове меке материјале) издржљивост. У том процесу, они мењају оно о чему ми мислимо као роботи - и доказују да су изузетно корисни у том процесу.

Робот од хиљаду употребе

Тренутни налет меких робота у свет којим је раније доминирао метал не одузима ништа од традиционалнијих робота које праве компаније као што је Бостон Динамицс. Напредак у традиционалној тврдој роботици нам је, само у последњих неколико година, дао све врсте разноврсних машина способних да ураде све, од финог склапања на производним линијама до извођење плесова, паркоур дисплеји или чак Преврати достојни Олимпијаде. Али ови традиционални роботи нису добри за све.

Одлични су у обављању истог задатка много пута заредом, што је управо оно што је потребно ако, на пример, помажу да се иПхоне уређаји састављају на покретној траци у фабрици Фокцонн. Али уклоните их из структурираног домена у којем су навикли да раде и одједном њихова запањујућа прецизност може нестати у трену.

Ово је проблематично из разних разлога, не само због чињенице да ће роботи све више радити заједно са људима и другим живим људима. То би могло значити директан рад са људима као колегама. То би такође могло значити још ближи ниво интеракције, као што је горе поменути робот који треба да одржи откуцаје срца особе у случају могућег кардиоваскуларног затајења. Ови сценарији су делимично довели до све веће популарности меких робота.

„[Још једно] узбудљиво поље примене за меку роботику је у сектору трагања и спасавања,“ Гиада Гербони, постдокторанд на Универзитету Станфорд, који је прошле године дао а ТЕД Талк под називом „Невероватан потенцијал флексибилних, меких робота“, рекао је за Дигитал Трендс. „[У лабораторији у којој радим] постоји веома мотивисан тим колега који истражује како меки робот који расте из врха - попут биљке, или тачније винове лозе - могао би да се креће по археолошким локалитетима недоступним људима и пуна веома деликатних артефаката, или да истражите деликатна подземна станишта неке угрожене животиње врсте.”

Гербонијево сопствено истраживање има медицинску примену. Она тренутно ради на флексибилним роботима који би могли да се користе као хируршки инструменти за приступ тешко доступним деловима тела, баш као што би мекани роботи њених колега могли да помогну приступ удаљеним локацијама.

„Мој тренутни рад у Станфорду користи флексибилну иглу која може да допре до потпуно различитих делова јетре једну тачку уметања и може сагорети тумор — [уништавајући] туморске ћелије топлотом — својим врхом“, наставила је она. Управљива игла није оно што бисмо могли да замислимо као робот, али то је једна од могућности које отварају меки роботи.

Збогом метал?

Најновији развој меке роботике је посебно узбудљив. Недавно су истраживачи схватили како да елиминишу последње тврде, металне компоненте у меким роботима. Тамо где су претходни меки роботи још увек захтевали компоненте попут металних вентила, овај најновији мекани робот може да функционише користећи само гуму и ваздух — са ваздухом под притиском који замењује потребу за електронским изнутрице. Чинећи то, интегрише меморију и доношење одлука директно у своје меке материјале, користећи неку врсту меког рачунара заснованог на дигиталној логици.

„Ова стања високог притиска и ниског притиска су аналогна дигиталном сигналу, са 1 једнако високом притиску, а 0 једнако ниском притиску,“ Пхилипп Ротхемунд, објаснио нам је један од истраживача на пројекту. „Уобичајено, контрола меких робота се врши помоћу електронских контролера и помоћу тврдих вентила што резултира тврдим/меким хибридним роботима. Наш меки рачунар омогућава интеграцију сложене контроле директно у структуру меког робота.”

Све ово је још увек у релативно раној фази, али показује да се свет меког који се брзо креће роботика: заостаје пола века за својим тежим колегом, али журно даје све од себе да ухвати горе. Изгледа да и то ради. Поред већ поменутих апликација, мекане роботске хватаљке се сада користе на монтажним линијама, због њихове способности да комуницирају са објектима без потенцијала да их оштете.

Међутим, како примећује Гиада Гербони, погрешно је гледати на меку роботику као на сукоб са традиционалним тврдим роботима.

„Не бих рекла да су мекани роботи бољи, али то је само класа робота – или начин да се уради роботика – коју више не можемо да избегнемо“, рекла је она. „Меки роботи су већ показали да имају велики потенцијал у навигацијским задацима јер могу лако артикулишу своје тело, а њихова навигација није угрожена наглим контактима са непознатим објеката. Али када је у питању још један веома уобичајен задатак за роботе као што су задаци манипулације, онда је имати нечврсте делове веома лоше јер робот може [да делује веома мало силе, што значи да не може да подигне многи објекти.] Такође, с обзиром на високу флексибилност тела, степене слободе и ограничену интеграцију сензора, они се не могу прецизно контролисати тако да не могу да изврше веома прецизну манипулацију задатак."

И тврда и мекана

На крају крајева, каже она, најбољи начин да се заиста направе роботи који ће бити корисни у нашим животима биће комбиновање тврдог и меког: баш као што видимо са материјалима који се налазе у природи. „Погледајте само људе“, рекла је. „Оне су савршене роботске машине са меким компонентама, али и крутим структурама и стандардним спојевима. [Они] могу да извршавају задатке у различитим контекстима, али такође могу бити прецизни и испољавати силе.”

Неки истраживачи су чак заузети истраживањем материјала који омогућавају меким роботима да се укруте на захтев, или пак комбинују различите материјале крутости за постизање и прецизности и спретности. Термин "меки робот" једва да постоји деценију - али већ ствара нишу за себе. (И проналажење свог пута у поп култури: погледајте Баимак-а, симпатичног робота из Дизнијевог Велики херој 6.)

Како се крећемо ка свету у коме су роботи део нашег свакодневног живота, меки роботи ће добити већи значај него икада. Једно је сигурно: овде у 2019. реч „робот“ више није синоним за „металну машину“.

Препоруке уредника

• Будућност производње: Поглед унапред у следећу еру прављења ствари
• Лутајући ботови за надзор долазе у наше градове. Срећом, они су ту да помогну
• Упознајте Ксеноботе: Живе, биолошке машине које би могле да револуционишу роботику
• Паметне лутке: Како роботска технологија борбе трансформише фудбалску праксу
• Најбољи роботи на ЦЕС 2021