Vaata, kuidas Yale´i teadlaste robotkilpkonn muudab kuju ja kulgeb nii maa peal kui vees

Amfiibroboti jäsemed hakkavad veega kokkupuutel venima ja muutuvad loibadeks. Robot saab nende abil liikuda nii kaldal kui vees. Foto: Yale´i ülikool

Roboteid on ehitatud nii maa peal jooksmiseks kui vee alla sukeldumiseks, kuid Yale´i ülikooli teadlased leidsid lahenduse panna masin liikuma ükskõik millises keskkonnas, nii tahkel pinnal kui vedelas. Inspiratsiooni saadi loodusest - just kilpkonn on selline loom, kelle liikumise uurimise põhjal sai teha ka vastava roboti. 

Protsessi, mille käigus kilpkonn vastavalt vajadusele kuju muudab, hakkasid teadlased nimetama «adaptiivseks morfogeneesiks». Jalad teisenevad kas maapealsete kilpkonnaliikide jalalabadeks või vees merekilpkonna loibadeks. Yale´is projektiga seotud inimesed nimetavad seda kiireks evolutsiooniks.

«Maa- ja veekilpkonnadel on sarnased kehad nelja jäseme ja kilbiga, kuid neil on iseloomulik jäsemete kuju ja kõnnak, mis on kohandatud konkreetse keskkonna jaoks,» ütles John J. Lee mehaanika- ja materjaliteaduse dotsent Rebecca Kramer-Bottiglio, kes on selle uuringu juhtivteaduriks. «Merikilpkonnadel on ujumiseks piklikud lestad, maismaakilpkonnadel ja kilpkonnadel aga ümarad jalad, mis on kõndimisel mugavamad.»

Roboti jäsemed suudavad kohandada oma kuju, jäikust ja liikumist vastavalt keskkonnale. Kasutatakse muutuva jäikusega materjale ja tehislihaseid, et muutuda ühest keskkonnast teise üleminekul. Jalgadega suudab robot läbida kuival maal vahemaid samamoodi, nagu neljajalgsed loomad. Vette jõudes saab aga kilkonn muuta oma jalad lapikuteks lestadeks, lastes ujuda.

Kuju muutev kilpkonn erineb teistest amfiibsetest robotidest selle poolest, et kasutab kujumuutmist, et kasutada samu kehaosi liikumiseks nii vees kui maismaal. Teised lähenemisviisid lisaksid samale robotile mitu lisamehhanismi, mis pole tõhus lahendus ja kulutaks palkju rohkem energiat. «Meie tulemused näitavad, et adaptiivne morfogenees võib suurendada erinevates keskkondades liikuvate robotite tõhusust, » ütles Kramer-Bottiglio.

Mida siis sellise kilpkonnaga teha? Amfiibrobotiga saab näiteks teha veekogude kaldajoonel ökosüsteemide jälgimist, toetada sukeldujaid uurida ookeane. Samuti aitab robot teadlastel teada saada, kuidas liikumisfüüsika toimib keerulistes olukordades, kus lained, hoovused ja vee hägusus muudavad robotite navigeerimise eriti keeruliseks.

Vaata videost (alates 1.31), mismoodi veega kokku puutudes amfiibrobotist kilpkonna jalad muunduma hakkavad - neist saavad loivad, mis viivad edasi: