ZNANOST: hrvatski znanstveni portal

Prvi let robotskog insekta

U ranim jutarnjim satima prošlog ljeta, u laboratoriju na Harvardu, jedan je insekt napravio svoj prvi let. Veličine pola spajalice, težine manje od jedne desetine grama, mali je insekt odskočio nekoliko puta, vinuo se lagano u zrak te se brzo zaletio kroz zrak.

„Bio sam jako uzbuđen, nisam mogao spavati“, prisjetio se Chirarattananon, jedan od glavnih autora članka objavljenog u znanstvenom časopisu Science.

Demonstracija prvog kontroliranog leta robota veličine insekta predstavlja vrhunac desetljetnog rada kojeg su vodili znanstvenici s Fakulteta inženjerstva i primijenjene znanosti na Harvardu te znanstvenici s Instituta Wyss za biološki inženjering na Harvardu.

„Na tome sam radio zadnjih 12 godina“, rekao je Robert J. Wood, profesor na Fakultetu za inženjerstvo i primijenjene znanosti na Harvardu te glavni znanstvenik na projektu RoboBee kojeg je potpomogao Nacionalni fond za znanstvena istraživanja.

Svojom milimetarskom anatomskom građom, dvama minijaturnim i tankim krilcima koja se preklope čak 120 puta u sekundi ovaj maleni robot predstavlja potpunu inovaciju na području mikromanufakture.

„Svako smo rješenje morali rješavati posebno“, objasnio je Woods. „Kad bi napravili jedan dio koji bi radio, kod sljedećeg bi se pojavilo pet novih problema“.

Mali robot pomiče krila uz pomoć piezoelektričnog aktuatora, keramičke pločice koja se širi i kontrahira kad na nju djeluje električno polje, a osjetljivi kontrolni sustav šalje naredbe za rotacijske pokrete u krilima.

Male promjene u zračnoj struji mogu imati veliki utjecaj na dinamiku leta pa je zadaća kontrolnog sustava da reagira što prije kako bi robot ostao stabilan.

Umjesto teške ručne izrade, Woodsov tim radi dio po dio što mu omogućuje upotrebu čvršćih materijala u novim kombinacijama poboljšavajući time preciznost svakog uređaja.

„Sad smo u stanju vrlo brzo proizvesti pouzdane prototipove koji nam omogućuju da ih testiramo nešto agresivnije“, izjavio je jedan od znanstvenika Kevin Y. Ma i dodao da je tim znanstvenika već ispitao 20 prototipova u posljednjih šest mjeseci.

Primjena projekta RoboBee mogla bi uključivati promatranje okoliša, operacije traženja i spašavanja, oprašivanje biljaka, proizvodnju raznih tehnologija i komponenata. Na primjer, RoboBee bi mogao omogućiti proizvodnju novih kompleksnih medicinskih uređaja. Ured za razvoj tehnologija na Harvardu već je u procesu pregovora za komercijalizaciju nekih od spomenutih tehnologija.

„Rješavati stvarne probleme uz pomoć biologije ono je na što cilja institut Wyss“, rekao je Don Ingber, direktor Wyss-a. „Ovaj je izum predivan primjer rada znanstvenika i inženjera iz raznih područja ujedinjenih kako bi napravili istraživanje nadahnuto prirodom koje može dovesti do velikih tehničkih inovacija“.

No tu nije kraj projektu. „Sad kad imamo ovaj jedinstveni robot, moramo još napraviti na desetke istraživanja uključujući agresivnije kontrolne naredbe i slijetanje“, rekao je Woods.

Budući da su prototipovi još uvijek kablom vezani za izvor energije i računalo, sljedeći je korak integracija radova na mozgu pčele i izvoru energije, a sve kako bi robot postao potpuno samostalan i kretao se bežično.

„Pčele u prirodi izvode neke od najčudesnijih akrobacija koristeći samo svoje male mozgove“, rekao je koautor članka Sawyer B.Fuller. „Njihove sposobnosti nadilaze ono što mi možemo činiti s našim robotom, tako da je naš cilj bolje upoznati njihovu građu i funkcioniranje te ta saznanja primijeniti na naš rad“.

„Ovaj projekt snažan je izvor motivacije za znanstvenike i inženjere na raznim sveučilištima kako bi radili manje baterije i učinkovitije kontrolne sustave te izrađivali lakše materijale“, izjavio je Woods. „Vjerojatno ne očekujete da biolozi i inženjeri rade zajedno. Imaju li oni uopće išta zajedničko? Pa, i inženjeri i biolozi vole rješavati jako teške probleme.“

„Želim stvoriti nešto što svijet dosad nije vidio“ dodao je Ma. „Veliko je uzbuđenje pomicati granice onog što mislimo da možemo učiniti, granice ljudske genijalnosti“.

Izvor: Harvard University

Podijeli.