Не трябва да сте гений, за да предположите какво ще се случи, ако нещо 900 пъти по-голямо от собственото Ви телесно тегло се приземи върху Вас – ще бъдете смазан. Ако сте човек, точно това ще Ви се случи. Ако сте хлебарка, от друга страна, не само ще оцелеете след натиска, но и ще бъдете в състояние да се движите с висока скорост.
Гледката при вида на една голяма хлебарка, идваща право към Вас, е в състояние да предизвика страхотен страх, но какво ако тича към Вас, за да Ви спаси? Точно това е идеята на изследователи от Калифорнийския университет в Бъркли, когато проектират CRAM (робот прототип, който изглежда точно като хлебарка). Изследването, което правят, е върху Peroplaneta Americana или т.нар. американска хлебарка, която е в състояние да се провре в малки кътчета изключително бързо. За да направят необходимото проучване, учените създават робот хлебарка с размерите на длан, който да възпроизведе поведението и биологията на една хлебарка. CRAM (“свиваем робот със свързани подвижно механизми”) има напукан екзоскелет и мека обвивка, които му позволяват да се видоизменя по форма и да се движи през малки пространства. Изследователите смятат, че CRAM, чието съществуване е частично финансирано от американската армия, може да бъде първата стъпка в създаването на изключително ефективен робот за търсене и спасяване.
Хлебарките са практически неразрушими
Учените зад CRAM, Kaushik Jayaram и Robert Full, са помислили за уникалния начин, по който се движи хлебарката и нейната неприкосновеност от унищожение, които са идеалното вдъхновение за създаване на спасителен бот, който трябва да бъде в състояние да се движи без проблем през чакъл и затворени пространства. “Хлебарките са страхотни по отношение на разкриването на тайните на природата за дизайн”, смята Robert Full.
Но преди Jayaram и Full да могат да се възползват от тези тайни, първо трябва да разберат какви са те. За да го постигнат, изследователите правят серия от експерименти, които им помагат, за да тестват как тялото на американската хлебарка отговаря на различни среди. Те проектират три персонализирани апарата, всеки, от които трябва да подчертае един конкретен елемент на движение: “прекосяването през пукнатини”, “пълзене в затворено пространство” и реакциите на хлебарките при “динамични сили на натиск “, докато се движат.
Екипът открил, че хлебарката не само може да се побере в дупки малки, колкото една десета от инч, но хлебарките също така биха могли да се движат с изключително висока скорост – дори когато са сплескани наполовина. “Това, което е впечатляващо за хлебарките е, че те могат да тичат толкова бързо през една четвърт инчова празнина, колкото и през половин инч празнина, правейки го чрез преориентиране на краката си напълно отстрани”, казва Каушик Jayaram, който ръководи изследването. “Те са около половин инч високи, когато тичат свободно, но могат да смачкат телата си до една десета от инча – височина на две наредени стотинки”
Свиваемият робот със свързани подвижно механизми е в състояние да накланя краката си навън, когато е смачкан и е защитен с пластмасов щит по подобие на здравите повърхности, които покриват тялото на хлебарките. Роботът е заснет, движещ се между плочи само една четвърт инч, с помощта на камера с висока скорост. Когато плочите се стеснят, роботът е в състояние да продължи с висока скорост през пространство с големина една десета от инча.
Тъй като хлебарките не могат да използват краката си правилно в такива малки пространства, те употребяват сензорни бодли върху техния голям пищял (тибия), които да прокарат в пода и да се задвижват”. Хлебарките трябва да се използват различни части на тялото си, за да се движат в такива тесни пространства, защото краката им не са ориентирани да работят правилно”, казва Jayaram. “Но те все още са в състояние да генерират най-големи сили, необходими за придвижване.”
Откриват се и някои ограничения, обаче, а именно фактът, че на хлебарките им е трудно да се движат през пукнатини, които са оборудвани с повърхност, подобна на шкурка, тъй като това пречи на триенето на базата на задвижването на сетивните бодли.
Екипът, който публикува работата си в Бюлетина на Националната академия на науките, се надява, че роботът може да бъде използван в мисии за търсене и спасяване, след случаи на земетресения или други природни бедствия. Екипът е построил робота, използвайки техника, наподобяваща оригами, макар и като “по-силен метод”, който ще бъде необходим за прилагане в реалния живот.
“В случай на земетресение, първа помощ трябва да знае дали площта от чакъла е стабилна и безопасна, но предизвикателството е, че повечето роботи не могат да влязат в развалините”, заявява Robert Full , който също работи по проекта. “Но ако има много пукнатини, цепнатини и тръбопроводи, можете да си представите как просто ще хвърлите един рояк от тези роботи, за да локализират оцелелите и да обезопасят входните пунктове за първа помощ. Тази хлебарка робот е само прототип, но показва възможността за нова посока на работа с помощта на това, което ние мислим за най-ефективен модел за мек робот – тоест животни с екзоскелети,” допълва той. “Насекомите са най-успешните животни на Земята. Тъй като те се натрапват почти навсякъде, ние трябва да погледнем към тях за вдъхновение за идеята как да се направи робот, който може да действа по същия начин”.
Идеята за хлебарка робот, която да търси и спасява, не е изцяло нова. През 2014 г. учени от държавния университет в Северна Каролина измислят как да се оборудват живи хлебарки с миниатюрни микрофони и камери, така че спасителните екипи да могат по-лесно да търсят хора след бедствие. Инженери от университета A & M в Текас правят същото. Миналата година, отделен екип от изследователи от Калифорнийския университет в Бъркли, проектира робот, подобен на CRAM, който нарича VelociRoACH, но експериментите на хлебарките при движение на Kaushik Jayaram и Robert Full добавят нов елемент към областта на полезната функция на хлебарката робот.
CRAM е все още в етап на прототип и е тестван само в лабораторията досега. Pullen казва, че следващата стъпка е да се определи кои строителни материали ще бъдат най-ефективни в ситуация на бедствие. В крайна сметка CRAM може да бъде оборудван с по-широк обхват на движение, като способността да се обръща, да скача и да се катери.