‹ Takaisin listaan

Pehmeää robotiikkaa

· Blogi · Tuuli Ashurst-Pitkänen

Pehmeä robotiikka eroaa jäykistä materiaaleista valmistetuista roboteista liikkuvuudellaan ja ympäristöön sopeutumisella. Se jäljittelee mahdollisimman paljon eläviä organismeja ja pyrkii toimimaan samalla tavoin joustavasti tehtävien suorittamisessa. Pehmeät robotit ovat eräänlaisia muodonmuuttajia. Esimerkiksi kirurgiassa niitä voidaan käyttää ihmiskehon eri rakenteissa, sillä robotti säätele itse muotoaan. Niistä voidaan rakentaa myös mm. kuntoutuksessa käytettäviä joustavia pukuja, niin sanottuja eksoskeletoneja, jotka heijastelevat ihmisen luurakennetta ja lisäävät moottoroidusti lihasvoimaa.

Uutta tutkimusta pehmeän robotiikan käytöstä on tehty ympäristönsuojelun saralla. Kalifornian yliopistossa tutkimusryhmä on kehittänyt biomimeettisen valolla ja vedellä toimivan kolmikerroksisen ”filmin”, jota voidaan käyttää merten tutkimisessa ja erityisesti öljyvuotojen havaitsemisessa. Biomimeettinen tarkoittaa biologisten menetelmien soveltamista tekniseen kehitykseen. Tässä tapauksessa autonomisesti ympäristöönsä sopeutuva pehmeä robotti, joka mukailee meren liikehdintää ja käyttää polttoaineenaan vettä ja aurinkoenergiaa.

Höyryllä eteenpäin

Kaiken pohjana tässä on värähtely. Robotti käyttää periaatteessa apunaan perinteistä höyrylämpökonetta, joka saa energiansa ympäristön valosäteilystä. Hydrogeelisauvoja sisältävä oskillaattori muuntaa valon lämmöksi ja lämmön höyryksi. Höyrykuplat puolestaan muodostavat värähtelyä, jonka avulla pehmeä robotti voi itse säätää toimintaansa ympäristön muutosten mukaiseksi. Tällaista robottia kutsutaan neustoniksi, joka pystyy etenemään ja tekemään käännöksiä veden pinnalla, jatkuvana tai pulssinomaisena riippuen valonsäteiden määrästä. Yksinkertaista, eikö?

Mitä tämä sitten käytännössä hyödyttää? Tämä esimerkkinä mainittu tutkijaryhmän kehittämä robottifilmi voisi tulevaisuudessa imuroida itse öljyä veden pinnalta ja puhdistaa juomaveden epäpuhtauksia. Valon ja veden avulla robotti pystyisi toimimaan myös syrjäisillä alueilla loputtomia aikoja. Esimerkiksi öljyvuodot saataisiin nopeasti hallintaan, kun puhdistusta ei tarvitsisi tehdä käsin, vaan robotti ei pelkästään tunnistaisi öljyä vaan samalla imuroisi sen kerrostensa sisään.

Kerroksia on tällä hetkellä kehitetty kolme, ja neljäs kerros olisi nimenomaan tällainen ”siivouspinta”. Päällimmäinen kerros ottaa vastaan valosäteilyn. Robotin keskikerros on huokoinen taso, joka pitää sisällään vettä, rautaoksidia ja kuparisia nanopartikkeleita. Partikkelit kuumentavat veden ja aiheuttavat tarvittavan värähtelyn. Partikkelit myös suojaavat meriveden suolapitoisuudelta. Alin kerros on vettähylkivä, jonka avulla robotti ei uppoa ja nousee kovassakin aallokossa aina pintaan. Kehittelyssä oleva neljäs kerros puolestaan imisi itseensä öljyä ja muita epäpuhtauksia.

Tutkimuksesta arkielämään

Vaikka robotti käyttääkin energialähteenään auringon valosäteilyä, ylimääräinen valonlähde auttaisi ohjaamaan robottia tehokkaammin. Tällöin liikkeet eivät olisi riippuvaisia auringon valon määrästä ja suunnasta. Tähän soveltuva kestävä ratkaisu onkin tarkastelun alla.

Pehmeän robotiikan tutkimusta on tehty myös Tampereen yliopistossa. Markus Lahikaisen väitöstutkimuksessa tarkasteltiin pehmeistä polymeerimateriaaleista rakennettuja robotteja, jotka voivat parhaimmillaan olla vain millimetrin kokoisia. Niihin ei tarvita sähkökomponentteja ja ne ovat helposti uudelleenohjelmoitavissa. Lahikaisen mukaan on vielä pitkä matka pehmeän robotiikan käyttöön jokapäiväisessä elämässä, mutta suunta on oikea. Pitkälle ollaan jo nyt tultu suurista akkukäyttöisistä metallimörskäleistä.

Vastaa

Sähköpostiosoitettasi ei julkaista.

Tuuli Ashurst-Pitkänen.

Tuuli Ashurst-Pitkänen

Olen testiautomaatioasiantuntija ja työskentelen Goforella konsulttina. Olen siirtynyt IT-alalle 2020, olen aiemmalta ammatiltani bioanalyytikko ja lisäksi kirjallisuustieteen maisteri. Blogissa haluan esitellä työtäni, mikä monille ei ehkä tule ensimmäisenä mieleen puhuttaessa IT-alasta. Minulle on tärkeää myös työhyvinvointi erityisherkkänä välillä kiireisessä bisnesmaailmassa.

Lisää artikkeleita