Senaste inom mjuk robotinnovation hämtar inspiration från geckoödlor och larver

Kristina Bate Holmberg, Journalist
@uxconnections

En geckoödla kravlar sig fram. Smidig, pigg och alert. Inget kan hindra den – inte ens en 90 graders lutande bergvägg. På trädet bredvid rör sig en ljusgrön larv. Sträck ut, samla ihop, sträck ut, samla ihop. Även här låter sig naturen inte hindras av en nästan 45 graders vinklad kvist som leder mot ett smaskigt blad. Från denna lilla ödla samt denna avlånga larv i förstadiet till att bli en fjäril, och både deras fötter, har brittiska ingenjörer hämtat inspiration. Forskarna vid University of Waterloo har utvecklat en mjuk robot som kan ta sig fram på i princip vilken yta som helst.

En mjuk robot?

När man säger robot går inte sällan tankarna till något rätt hårt och kantigt. Skälet är inte konstigare än att det är i just hårda material som robotar historiskt sett har tillverkats. Metall och plast tillhör de vanligaste. Allt från industriroboten och den självgående gräsklipparen till de mer människoliknande uppfinningarna med ansikten, ben och fingrar. Med det hårda kommer såklart en hel del fördelar. Hållbarhet och robusthet är kanske de främsta. En av de främsta nackdelarna är däremot robotarnas begränsade förmåga till rörlighet. Den rörlighet som återfinns i biologiska kroppar – tänk gärna orm, ål och mask.  Vad använder man då för material när man vill skippa plasten och metallen till förmån för rörlighet? Populära material är lättformade såsom geléer, vätskor och elastomerer, vilket är lättrörliga polymerer (naturens elastomer är gummi).

Målet med att ha en mjuk robot handlar i stor grad om att skapa tillgänglighet. Man vill komma åt svåråtkomliga platser. Det kan exempelvis handla om kirurgiska ingrepp.

Robotteknik med inspiration hämtad från naturen

Vad har då Waterlooforskarna tagit fram? En liten mjuk robot som rör sig med hjälp av ultraviolett (UV) ljus och magnetisk kraft. UV-ljuset och magnetismen gör det möjligt för roboten att ta sig fram, klättra och röra sig på otroligt många ytor. Grip-/fästförmågan hos roboten är hämtad från geckoödlans smidiga och pålitliga förmåga. Ödlan fäster på sitt underlag genom något som kallas torr adhesion. Den torra adhesionen möjliggör problemfri gång på både släta och buckliga ytor. Vått, torrt eller fett sätter inte heller några hinder. Här handlar det inte, som man länge trodde i forskningsvärlden, om en slags sugkoppsfunktion. Nej, här pratar vi om van de Waals-krafterna, som binder molekyler i hårliknande utskott till molekyler i underlaget. 

Förflyttningsförmågan är i stället hämtad från larvens gångsätt. Den effektiva periodiska kroppsdeformationen eller snarare kroppsformsförändringen – öppnar upp för fantastiska möjligheter. Mångsidigheten i en mjuk kropp gör att svåra utrymmen nås på ett betydligt enklare sätt. GeiwBot ©, som är robotens namn, är runt fyra centimeter lång, tre millimeter bred och en millimeter tjock. Mycket lik en larv.

Förutom den innovativa biomimik som använts, är GeiwBot © den första någonsin, av sitt slag, att inte behöva kopplas till en extern strömkälla. Värdet av detta är stort, inte minst vid operationssituationer. Även situationer där behovet av att nå en svårtillgänglig, trång och liten plats utan ström, är stort. Då är det inte läge för en förlängningssladd så att säga.

Nästa steg?

Detta är bara ett första steg, men likväl ett steg i rätt riktning menar forskarna bakom GeiwBot ©. Roboten är en framgång inom både biomimik, nanoteknik samt robotmaterial. Förhoppningarna är att hitta än fler applikationsområden. Primärt, i nuläget, riktar man in sig på bredare och fler tillämpningar inom sjukvården och fjärrstyra operationsundersökningar. Därtill är också fler och bredare användningsområden, för exempelvis räddningsmissioner på otillgängliga kanske farliga platser, i fokus.

Aktuell forskningsgrupp har nu siktet inställt mot att skapa en mjuk liten robot som inte är i behov av magnetiska krafter för att kunna röra sig. Här har man börjat forska på om infraröd strålning, i stället för UV-ljus, kan vara ett bättre alternativ.

UX Connections, the UX design agency with UX/UI consultants to help your digital product succeed.