Έρχονται ρομπότ ανοικτού κώδικα που υιοθετούν και αναπτύσσουν τη… σοφία της Φύσης

Το επόμενο βήμα στην εξέλιξη των ρομπότ παρουσιάστηκε από ερευνητές που ανέπτυξαν δύο πλατφόρμες ανοικτού κώδικα με στόχο να αξιοποιήσουν τη φαντασία του ανθρώπου και τη λειτουργικότητα της Φύσης. Οι πλατφόρμες αυτές προσφέρουν σχέδια ελεύθερης πρόσβασης, δίνοντας τη δυνατότητα σε επιστήμονες και μηχανικούς να τα προσαρμόζουν και να τα εξελίσσουν.

Ερευνητές του Πανεπιστημίου του Μίσιγκαν παρουσίασαν το Robot of Theseus (TROT), ένα τετράποδο ρομπότ που μπορεί να προσομοιώνει εκατομμύρια χρόνια εξελικτικών αλλαγών στη μορφή των άκρων μέσα σε λίγα λεπτά. Το όνομα παραπέμπει στο γνωστό φιλοσοφικό πείραμα για την ταυτότητα, ενώ το TROT κατασκευάζεται από τρισδιάστατα εκτυπωμένα εξαρτήματα και εμπορικά διαθέσιμους κινητήρες, οι οποίοι αναδιατάσσονται ώστε να μιμούνται διαφορετικά σχέδια σώματος θηλαστικών.

«Ήθελα να φτιάξω ένα ρομπότ που θα μπορούσε εύκολα να μεταμορφώνεται σε αναλογίες διαφόρων εξαφανισμένων ειδών, ώστε να μπορούμε να τα συγκρίνουμε», δήλωσε η Talia Moore, αναπληρώτρια καθηγήτρια ρομποτικής στο Μίσιγκαν και επικεφαλής συγγραφέας της μελέτης που δημοσιεύθηκε στο περιοδικό Bioinspiration & Biomimetics. «Με το TROT, 60 εκατομμύρια χρόνια εξελικτικών αλλαγών στο μέγεθος του σώματος μπορούν να συμβούν σε 20 λεπτά».

Με κόστος κάτω από 4.000 δολάρια για εξαρτήματα και υλικά, το ρομπότ καθιστά την έρευνα πιο προσιτή για βιολόγους χωρίς ειδίκευση στη ρομποτική. Το TROT χρησιμοποιεί κινητήρες με αντίστροφη κίνηση αντί για φυσικά ελατήρια, προσομοιώνοντας τις ιδιότητες αποθήκευσης ενέργειας των μυών και των τενόντων. Αυτό επιτρέπει ακριβέστερες μετρήσεις του ενεργειακού κόστους της κίνησης.

Σε μια παράλληλη εξέλιξη, ερευνητές του EPFL στην Ελβετία παρουσίασαν το αρθρωτό ρομπότ origami Mori3, το οποίο διατηρεί τη λειτουργικότητά του ακόμη και όταν ορισμένες μονάδες του αποτυγχάνουν. Η σχετική δημοσίευση στο Science Robotics δείχνει πως το ρομπότ πετυχαίνει αυτό το αποτέλεσμα μέσω κοινής χρήσης ενέργειας, αισθητήρων και επικοινωνίας μεταξύ των μονάδων του.

«Για πρώτη φορά, βρήκαμε έναν τρόπο να αντιστρέψουμε την τάση αυξανόμενων πιθανοτήτων αποτυχίας με την αύξηση της λειτουργικότητας», ανέφερε η Jamie Paik, επικεφαλής του Εργαστηρίου Ανακατασκευάσιμης Ρομποτικής του EPFL. «Εισάγουμε την τοπική κοινή χρήση πόρων ως νέο παράδειγμα στη ρομποτική, μειώνοντας το ποσοστό αποτυχίας όσο αυξάνεται ο αριθμός των μονάδων».

Κατά τη διάρκεια πειραμάτων, οι ερευνητές διέκοψαν την τροφοδοσία, την ασύρματη επικοινωνία και τους αισθητήρες της κεντρικής μονάδας του Mori3. Οι γειτονικές μονάδες ανέλαβαν να αντισταθμίσουν τις απώλειες, επιτρέποντας στο ρομπότ να συνεχίσει την πορεία του και να υπερπηδήσει εμπόδια.

Και τα δύο έργα βασίζονται στις αρχές της ανοιχτής επιστήμης, με τα πλήρη αρχεία σχεδιασμού διαθέσιμα για ελεύθερη χρήση. Το TROT προορίζεται κυρίως για ερευνητικούς και εκπαιδευτικούς σκοπούς, ωστόσο τα ευρήματά του για τη βελτιστοποίηση των άκρων ενδέχεται να επηρεάσουν τον σχεδιασμό εμπορικών τετραπόδων ρομπότ, τα οποία συχνά χρησιμοποιούν πανομοιότυπα πόδια για λόγους παραγωγικής απλότητας.

Η ομάδα του EPFL εκτιμά ότι το πλαίσιο κοινής χρήσης πόρων θα μπορούσε να αξιοποιηθεί σε σμήνη ρομπότ, επιτρέποντας στα μέλη τους να ανταλλάσσουν ενέργεια και δεδομένα. Με αυτόν τον τρόπο, ενισχύεται η ανθεκτικότητα και η αυτονομία τους, ανοίγοντας νέους δρόμους για την επόμενη γενιά συνεργατικών μηχανών.