Mobilní roboti se sami valí kupředu

Prototyp nového robotického systému ke svému pohybu nepotřebuje nohy, pásy ani kola. Sám je totiž do podoby pružného...


Prototyp nového robotického systému ke svému pohybu nepotřebuje nohy, pásy ani
kola. Sám je totiž do podoby pružného kola vytvarován. Změnou tvaru na povrchu
se dokáže "valit" dopředu či dozadu, a dokonce skákat do výšky. Odborníci
očekávají jeho využití v armádě, avšak hlavní přínos bude zřejmě obecnější v
otevření nových výzkumných směrů.
Ačkoliv robotika jako celek v posledních letech zažívá slibný pokrok, překážek
stojících v čele jejího rozvoje neubývá. Jedním z podoborů se svými
specifickými problémy je mobilní robotika.

Využití kola
Základní východiska pro vývoj technologií mobilních robotů jsou popsána v
podstatě stále stejnými otázkami, které musí robot vyřešit, jakmile má mít
schopnost volného pohybu: Kde právě jsem? Mohu se vydat kupředu, aniž poškodím
sebe či okolní objekty? Jak se dostanu do cíle? A samozřejmě poněkud
filozofičtější otázka: Proč bych měl dorazit právě do tohoto cíle?
Konkrétní metody k vyřešení těchto otázek se liší podle systému použitého k
samotnému pohybu. Tak např. robot s kolovým podvozkem bude jinak vyhodnocovat
překážku v podobě svahu než schodů někde stačí "přidat plyn", jinde nezbude než
terénní záludnost objet. Jinou volbu pak nejspíš provede robot opatřený
končetinami a ještě úplně jinak se zachová třeba bezpilotní letoun.
"Koloroboti", které se nyní podařilo sestrojit výzkumníkům na Ritsumeikan
University v japonském Kusatsu, se svým způsobem pohybu od popsaných
nejčastějších metod na první pohled odlišují. Zvláštní je již jejich
konstrukce, která je založena na tvaru kola o 4 cm v průměru a 1 cm tloušťky.
To je prozatím vše; prototyp měl ověřit především možnost nového druhu pohybu,
takže robot je vlastně všehovšudy pláštěm, spojeným paprsky drátů. To však nic
neubírá na jeho schopnosti pohybovat se podle pokynů operatéra.
Plášť kola-robota je vyroben z elastického polymeru, zatímco paprsky jsou
zhotoveny z "chytrého" materiálu, známého jako slitina s tvarovou pamětí, která
se po zahřátí zkracuje a po ochlazení vrací zpět do původního tvaru (viz
obrázek).
K zahřívání paprsků slouží v prezentovaném případě elektrický proud, přivedený
k paprsku tenkým měděným drátem. Jakmile projde krystalickou strukturou
slitiny, zahřeje ji a uvolněná energie vede ke zkrácení paprsku v kole. Jakmile
je proud vypnut, materiál se ochladí a tvarová paměť slitiny ji přiměje vrátit
se k původní délce.
Měděný vodič by v praktickém použití asi nebyl úplně nejvhodnější, při
jakémkoliv delším pohybu by totiž hrozil zacucháním a také omezuje podstatnou
výhodu samostatného pohybu robota "svázáním" se zdrojem energie. Vývojáři na
japonské univerzitě proto už počítají pro nové verze s nabíjecími články.

Nenápadní výsadkáři
"Koloroboti" se nejlépe pohybují po plochém povrchu, avšak nečiní jim problém
ani až 20stupňové stoupání. Co víc, zploštěním sebe sama na nejvyšší možnou
míru a náhlým uvolněním tvaru dokáže robot vyskočit až osm centimetrů vysoko.
Podle výzkumníků by teoreticky neměl být problém dosáhnout pravoúhlým
uspořádáním tří kol konstrukce robota kulového tvaru s plnou možností pohybu do
všech stran.
Podle serveru New Scientist zatím Šiniči Hirai a Yuuta Sugiyama, otcové
robotích prototypů, nemají promyšlené praktické využití svého vynálezu. Dle
vyjádření Roberta Richarsona, experta na robotiku z University of Manchester,
by robotů ale bylo možné snadno použít jako vojenských průzkumníků.
Ve vzdálených oblastech by např. mohli být vysazeni z letadla. Koulející se
roboti by současně byli naprogramováni k pohybu určitým směrem, přičemž by se
dokázali vyhýbat velkým překážkám jejich objetím. Nízké nerovnosti by
přeskakovali. Cílem takového nasazení by mohlo být dopravení kamer do těžko
přístupných či nebezpečných oblastí.
Richardson nicméně varuje před faktem, že takto zkonstruovaní koulející se
roboti by byli velmi těžko přesně ovladatelní, nebyli by např. schopni rychle
zastavit. Tento nedostatek by mohl být vyřešen použitím jiných materiálů,
rychleji reagujících na procházející elektrický proud.

Hadi z NASA
Japonský prototyp "beznohého" robota není prvním, kterému se podařilo úspěšně
prokázat schopnost pohybu robotů bez nutnosti pevné konstrukce těla či kolových
a pásových podvozků.
Již před několika lety se například v Jet Propulsion Laboratory, spadající pod
NASA, podařilo inženýrům vyrobit za účelem údržbářských prací na Mezinárodní
kosmické stanici funkčního robota ve tvaru hada. Měřil v průměru asi 3 cm a na
délku zhruba desetinásobek. Ke svému pohybu je vybaven 11 klouby a vnitřními
motorky, které mu umožňují pohybovat se na stejném principu jako plazi. Díky
zabudovanému osvětlení a kameře dokáže z těžko přístupných míst (rour apod.)
přenášet obrazy servisní obsluze. Prototypy podobných "hadích robotů" jsou pak
za účelem testů vyvíjeny na několika univerzitách po celém světě.









Komentáře
K tomuto článku není připojena žádná diskuze, nebo byla zakázána.