Teadus ja tulevik

Pehmed robotid meie ümber ja kehades

Rubriiki toetab

Ole tulevikuks valmis!
Võta vastu #AIväljakutse
Registreeru kohe!

Kui paluda inimestel kujutada ette robotit, siis usun, et paljud näevad mõttes küllaltki sarnast pilti. Enamasti on see midagi sarnast filmis “Terminaator”nähtuga ja suure tõenäosusega metallist. Robootikas on aga terve valdkond, mis tegeleb pehmete ja kuju muutvate materjalidega ning mida kutsutakse pehmeks robootikaks.

Kasutades erinevaid materjale nagu silikoonid, plastid, kangad, kummid ja kergelt painduvad metallid, suudavad pehmed robotid oma kuju oluliselt muuta. See annab neile mitu olulist eelist. Eriti sobilik on see keerukates keskkondades liigeldes, kus maastik muutub ja tegeleda tuleb tundmatute objektidega. Lisaks on paljud pehmed materjalid, millest roboteid tehakse ka odavamad kui nn kõvade robotite komponendid.

Eriti oluline on pehmus aga suhtluses elusolenditega. Meie enda kehad on pehmed ja üldiselt püüame end pehmete objektidega ka ümbritseda. Keegi ei soovi magada tekiga, mis ei suuda keha kuju võtta või kanda riideid, mis ei liigu jäsemetega kaasa. Robotid saavad aga järjest olulisemaks osaks ka meie endi kehades, suurendades meie võimeid ja aidates tervisehädadega ning seda just pehmetena.

Robotid meie kehades

Enamik protsesse meie kehades toimuvad tänu erinevatele valkudele, mis käituvad nagu pisikesed molekulaarsed robotid, luues uusi keemilisi ühendeid, liigutades vajalikke asju rakkudes ringi ja võideldes sisse tungivate haigustekitajatega. Selle pärast pole ime, et teadlased vaatavad olukordades, kus need looduslikud protsessid ei toimi, nano-skaalas robotite poole.

Kuigi pehmed materjalid ei tule nanorobotitega seoses tihti jutuks, on teadlasi, kes arvavad, et see peaks nii olema. Sheffieldi ülikooli füüsika professor Richard Jones kirjutas raamatus “Pehmed masinad”, et kui soovime, et nii väikses skaalas robotid ootuspäraselt toimiksid, on vaja arvestada keskkonna märguse, kleepuvuse, Browni liikumise ja kõrge viskoossusega. Tema nägemusel suudab loodust paremini matkiv pehme robootika nende ülesannetega oluliselt paremini hakkama saada.

Pehmed robotid suudavad meid aidata ka suuremas skaalas. Meie kehades on terve hulk eluks vajalikke lihaseid, mida võib tulevikus olla võimalik asendada või abistada pehmete tehislihastega.

Üks põnevamaid näiteid sellest on hiljuti teadlaste poolt loodud pehme robot-varrukas, mis käib südame ümber ja suudab selle normaalset pumpamist jäljendada, kui see on seiskunud. Suruõhu abil liikuva silikoonist seadme on loonud Iirimaa rahvusülikooli teadlane Ellen Roche oma kolleegidega, kes kirjeldasid seda 2017 aasta alguses teadusajakirjas “Science Translational Medicine”ilmunud artiklis.

Silikoonist “südame varrukas”on suur edasiminek tänapäeval kasutatavatest tehis-südametest, mille puhul puutub võõras materjal otseselt kokku verega, tõstes trombide tekke riski. Varruka puhul pumpab verd edasi bioloogiline süda, lihtsalt impulss selleks tuleb mujalt

Eesti robotkalad ja tehislihased

Pehmete robotitega tegeletakse ka Eestis. Näiteks TTÜ Biorobootika Keskuses luuakse robotkalu, millega püütakse matkida kalade väga efektiivset liikumist vees. Hea manööverdusvõime lubab sellistel robotitel liikuda kohtadesse, kuhu tavalistel allveerobotitel on raske saada. Robotkalad võimaldavad teadlastel paremini uurida ka seda, kuidas kalad käituvad ja oma keskkonnaga suhtlevad.

Tartus, arukate materjalide ja süsteemide laboris, tegeletakse juba pikemat aega tehislihastega. Need on sellised seadmed, mis imiteerivad loomades olevate lihaste liikumist muutes oma suurust või kuju.

Sealt leiab ka huvitava seose Eesti idufrimaga Skeleton Technologies. Nimelt on nende superkondensaatorites kasutatav karbiidne süsinik väga hea materjal tehislihaste valmistamiseks. Sellest materjalist loodi esimesed tehislihased just arukate materjalide ja süsteemide laboris.

Materjal vastavalt soovitud tulemusele

Pehmed robotid pole täna veel nii levinud kui kõvadest materjalidest robotid ja kindlasti ei ole eesmärk üht teisega asendada. Mõlematel on omad head ja halvad küljed ning materjali valik tuleneb alati soovitud lõpptulemusest. Olukordades, kus robotid peavad aga elusorganismidega tihedalt kokku puutuma, räägime aga järjest enam pehmest robootikast ja see võib lähitulevikus meie teadmisi bioloogias ja meditsiinis oluliselt arendada.

Foto: Ekraanikuva videostUniversal Soft Robotic Gripper /Softrobotics Beihang University

Telli Geeniuse uudiskiri

Saadame sulle igal argipäeval ülevaate tehnoloogia-, auto- ja rahaportaali olulisematest lugudest.