Készül a vízen járó robot

A Carnegie Mellon Egyetem fejlesztésének különleges képességei megnyithatják az utat a kétéltű robotok előtt.

A Water Runner (vízfutó) neve is tükrözi, hogy egy olyan szerkezetről van szó, ami képes a vízen, egészen pontosan a víz felszínen közlekedni. A fejlesztés vezetője, Metin Sitti professzor, az egyetem Nanorobot Laboratóriumának vezetője rendszerint a bogarak, rovarok, és baktériumok karakterisztikáit veszi alapul robotjai megalkotásánál, hiszen sok esetben a természet már réges-rég megoldotta azokat a problémákat, amin az ember és gépei csak hosszú kísérletezések árán tud felülemelkedni. Ezúttal a professzor egy gyíkot vett alapul a földi és vízi közlekedés együttes megoldásához.

Munkája a Harvard Egyetem egyik csapatának 2004-es biológiai témájú publikációján alapul, melyben a szakértők részletesen kifejtették, hogyan tud a méretét tekintve 5 és 25 centiméter hosszúság között mozgó baziliszkuszgyík átfutni a víz felszínén két hátsó lábán másodpercenként 1,5 méteres sebességgel. A Harvard kutatása megállapította, hogy a kulcs a gyík evezőszerű lábaiban, illetve annak a vízfelszínre mért csapásaiban keresendő.

Lábai a víz felszíne alá merülve levegővel teli mélyedéseket, úgynevezett légzsebeket hoznak létre, melyekben a gyík behajlítja lábujjait a súrlódás csökkentése érdekében, majd még mielőtt a légzseb összeomlana, a hüllő kirántja belőle a lábát és felkészül egy újabb csapásra. Ezt a mozdulatsort másodpercenként tízszer végzi el, ami elég toló-és felhajtóerőt generál a víz felszínén való maradásra.


Sitti és munkatársai először csak számítógépes modelleket készítettek egy, a gyík mozgását alkalmazni képes robotról, majd a modellek alapján elkészítették a Water Runner két- és négylábú változatait. A lábak mindkét esetben korong alakot kaptak, azaz a kutatók megszabadultak a lábujjaktól. A mozgás és annak hatása ugyanaz amit a gyíkoknál megfigyeltek. A laboratóriumi tesztek során mindkét változat átszaladt a vízen, igaz sebességben nagyjából a gyíkok által elért felére, 0,8 m/s-ra képesek. Bár a kétlábú robot gyorsabban kapkodta végtagjait, azok rövidebb mivolta miatt nem tudott nagyobb tempót elérni hosszabb lábú testvérével szemben.

A legkisebb prototípus szénszálból és polikarbonátból készült, megközelítőleg 6 centi hosszú és 24 gramm súlyú. Azonban mivel még vezetéken keresztül kapja a működéshez szükséges energiát, súlya nőni fog az akku és egy vezérlő chip miatt, ami nem kis kihívást fog jelenteni a kutatóknak. A vízen járáshoz elég könnyűnek kell lenni a szerkezetnek, ami jelenlegi formájában teljesül, azonban a legkisebb akku és chip is már komoly fejtörés elé állíthatja a fejlesztőgárdát, nem is szólva a végcél, a kutatási és mérési funkciókkal való felruházáshoz szükséges szenzorok, esetleg kamera beszereléséről. A mai mobil robotok fejlesztésének egyik legnagyobb technikai akadálya egy magas teljesítmény-tömeg arány elérésére képes erőforrás hiánya.