Miniaturní roboti inspirovaní netopýrem by mohli způsobit revoluci v pátracích a záchranných operacích
Představte si miniaturní roboty, kteří si prorážejí cestu oblastmi katastrofy – vyhýbají se troskám a kouři, aby našli uvízlé přeživší. Toto není sci-fi; to je vize Nitina J. Sanketa, profesora na Worcester Polytechnic Institute (WPI). Jeho tým vyvinul létající roboty velikosti dlaně, které napodobují echolokační schopnosti netopýrů a slibují tak bezpečnější a efektivnější způsob provádění pátracích a záchranných misí.
Tradiční pátrací a záchranné operace často staví lidi do nebezpečných situací, jako je navigace v nebezpečném terénu, hustý kouř nebo nepříznivé počasí. Drony nabízejí díky své rychlosti a obratnosti určité výhody, ale Sanket věří, že studiem přírody můžeme udělat více. Jeho fascinace leteckými roboty a potenciál biologické inspirace ho přivedly k výzkumu toho, jak netopýři navigují pomocí ultrazvuku.
Sanket vysvětluje: “Mysleli jsme, že řešením jsou drony, protože dokážou rychle pokrýt velkou oblast. Mohou být obratné a rychlé.” Rozpoznal však potřebu něčeho menšího, lépe ovladatelného a spotřebovávajícího méně energie. Jeho výzkum začal zkoumáním úžasných terénních schopností hmyzu a ptáků – tvorů s neuvěřitelně omezenými výpočetními schopnostmi a primitivními senzorickými systémy.
“V tuto chvíli jsme museli přehodnotit, co je dron,” řekl Sanket. “Zpátky k biologii, protože biologie to dělá mnohem lépe než my dnes.” To ho vedlo k vývoji svého prvního prototypu: roje robotických včel určených k opylování rostlin. Navzdory ambicím této myšlenky si Sanket uvědomil, že implementace tohoto oboru může trvat déle, a tak se zaměřil na oblasti, kde by robotická technologie inspirovaná biologií mohla mít okamžitý dopad – a pátrání a záchrana tomu dokonale vyhovuje.
Klíčem k vytvoření těchto netopýřích robotů bylo nalezení kompaktních, energeticky účinných senzorů, které by dokázaly detekovat překážky ve stísněných prostorech. Sanketův tým se zpočátku zaměřil na ultrazvukové senzory používané v automatických faucetech, které jsou známé svou nízkou spotřebou energie. Bzučivý zvuk vrtulí robota však zabránil senzoru přesně detekovat objekty v okruhu dvou metrů.
Vzali si další lekci z přírody a reprodukovali jedinečné akustické struktury nalezené v nose, uších a ústech netopýrů. Tyto tkáně adaptivně mění svou tloušťku a hustotu, modulují příjem a vyzařování zvuku. Díky 3D tisku podobných struktur na roboty Sanketův tým efektivně replikoval tuto vlastnost netopýrů, odfiltroval hluk a umožnil robotům přesně detekovat překážky.
Nyní, když jsou tyto problémy vyřešeny, se pozornost přesouvá na zvýšení rychlosti robotů. “Máme tendenci zapomínat, jak úžasná jsou jiná zvířata,” zdůrazňuje Sanket. Studiem tvorů, jako jsou netopýři, můžeme získat vhled do sofistikovaných navigačních technik, které daleko přesahují naše současné možnosti.
Potenciál těchto malých „létajících robotů“ při pátracích a záchranných operacích je nepopiratelný. Jejich schopnost navigovat v nebezpečném prostředí s milimetrovou přesností slibuje bezpečnější záchranné operace a zároveň minimalizuje rizika pro lidi. Jak vývoj pokračuje, očekávejte, že tito inovativní roboti budou hrát důležitou roli při záchraně životů i v těch nejnáročnějších situacích.
