Inženýři pracující v relativně mladé oblasti měkké robotiky napodobují při konstrukci svých robotů živé organismy. V ábíčku takové stroje často zmiňujeme, třeba toho, který byl inspirován mechanikou ocásku mořského koníka, nebo robotického hada či chobotnici. Měkcí roboti se mohou ohýbat, plazit, plavat a skládat se do různých tvarů, ale jakmile mají něco uchopit a odnést, jsou namydlení – nemají pořádný stisk a sílu. Tým z amerického Massachusettského technologického institutu a Harvardské univerzity přišel s elegantním řešením.
Pneumatika a origami
Základem nového typu svalů je igelitový pytlík vyplněný buď vzduchem, nebo kapalinou. Zároveň je uvnitř do různých úhlů zohýbaná měkká polyesterová hmota. Jakmile se v pouzdře změní tlak, hmota se roztáhne nebo smrští podél předem narýhovaných hran. Jde tedy o kombinaci pneumatiky a geometrie. Právě kvůli přesnému skládání se vžilo označení "origami svaly" podle japonských papírových skládaček. Nejde ale o žádnou hračku. Pouzdra pospojovaná do větších konstrukcí jsou schopná unést až tisícinásobek vlastní váhy.
Super svalovina
Origami svalovina je překvapující i v dalších ohledech. Geometrie překladů umožní prodloužení až o 90 % délky anebo otočení o více jak 90 stupňů. Podle typu použitého materiálu také ustojí tlak až 600 kPa (odpovídá tlaku v hloubce cca 50 metrů pod vodou). Umělá svalovina se tak v některých aspektech vyrovná vlastnostem našich biologických svalů a někdy je dokonce předčí. K její výrobě navíc postačí 3D tiskárna. Tím se umělé svaly stávají extrémně levným řešením z hlediska produkce, údržby i výměny součástek.
Zapeklitá jednoduchost
Uvedení do praxe stojí v cestě řada problémů. Jedním z nich je chybějící všestrannost: Jednou postavený svalový systém bude vždy vykonávat ty samé pohyby. Není možné ho přeprogramovat a nebude mít vlastní umělou inteligenci. Také jeho náchylnost k mechanickému poškození představuje velké minus stejně jako nutnost neustále vyvíjet a testovat nové typy svalů pro konkrétní úkoly.
Co s tím?
V mnoha oborech ale měkká robotika a spolu s ní i origami svaly své uplatnění najdou. Lehká a skladná ramena mohou podávat nástroje v dílně, asistovat při operacích anebo pomáhat jako externí kostry při rehabilitaci, sportu nebo v armádě. Vhodně umístěný externí origami sval může podpořit funkci toho lidského, například při běhu nebo vzpírání a přitahování. Pravděpodobnější však je, že se origami svalovina uplatní při práci v obřích skladech.
Na pomoc Amazonu
Sklady velkých obchodních domů jsou dnes již z většiny automatizované. Na některé úkony jsou ale roboti krátcí, třeba na jemné a pevné uchopení ovoce a jeho bezpečné přeložení do transportní krabice. Společnost Amazon pravidelně vyhlašuje soutěž Robotics Challenge. Soupeří spolu různí roboti, kteří jsou určení právě pro optimalizaci skladových úkonů. Origami svaly, které se dokážou uchopenému předmětu přizpůsobit svojí měkkostí a zároveň ho pevně uchopí a zdvihnou, zatím nesoutěžily. Do budoucna jsou ale velkou nadějí měkké robotiky a s ní i specializovaných pracovišť.
Igelitové chapadlo
Především z univerzit přicházejí do oboru měkké robotiky nové nápady. Robotické chapadlo Vinebot, které vymysleli na Stanfordské univerzitě, má na špičce kameru a složené vypadá jako zarolovaná igelitová ponožka. Jakmile ji přiložíte k nějakému otvoru, začne se do něj vybalovat a hledat podle vlastního uvážení další cestu, obraz přitom posílá i svým operátorům. Změnou tlaku v plastovém těle zatáčí. Průměr chapadla může být i pouhých 1,8 milimetru. Protáhne se tedy řadou škvír a skulin, což se může hodit při výzkumu pyramid i záchranářských operacích.
