Af Palle Vibe, Alt om Data
Denne artikel er oprindeligt bragt på Alt om Data. Computerworld overtog i november 2022 Alt om Data. Du kan læse mere om overtagelsen her.
Bionik er et nyt forskningsfelt, der med forbillede i naturlige skabningers opbygning og funktion har som mål at konstruere tekniske apparater og systemer, der kopierer og udnytter naturens løsninger. Eksempler på bionik kan være billedbehandling som i insektøjne, radioteleskoper med forbillede i krebseøjne og tagkonstruktioner efter sneglehuse.
Og biomimetiske – altså biologisk inspirerede – robotter bliver stadigt mere interessante for forskerne, fordi der ligger mange millioner års erfaring nedlagt i naturens skabninger, der ofte har evner og sanser og egenskaber ud over, hvad vi hidtil har formået at kopiere teknisk.
Nu er der ligefrem på tysk initiativ blevet oprettet et såkaldt Bionic Learning netværk, der lader eksperter fra anerkendte universiteter og forskningsinstitutter blive gensidigt inspireret af forskellige dyrs fysiske egenskaber for derpå at forsøge at eftergøre dem i robotter til overvågning, skræmmeformål og skadedyrsbekæmpelse, men også til at indhente ny viden og gøre livet lettere for os gennem samarbejde mellem dyr og robotter.
You gotta eat them to beat them
Dragefisken (Pterois genus) hører hjemme i det Indiske Ocean og den vestlige del af Stille-havet. Men i de senere år er den dukket op i store flokke i Caribien og ved den amerikanske østkyst, hvor den simpelthen æder de mindre lokale fisk, der lever af de alger, som ellers ødelægger de mange smukke koralrev.
Til nu har dragefisken invaderet hele Vestatlanten og nærmest udryddet over 100 af småfiskearter og krebsdyr omkring Florida. Nu har firmaet iRobot, der ellers normalt bedst kendes for de navnkundige Roomba-robotstøvsugere, udformet en undervandsrobot, der kan give de påtrængende dragefisk så mange elektriske stød, at dem, der undgår at blive zappet, nok fremover skal holde sig væk. Dragefisk har ingen naturlige fjender og er derfor ikke specielt bange for robotten, mens alle andre fisk flygter langt væk.
Undervandsrobotten kan zappe de indtrængende dragefisk og enten dræbe dem eller skræmme dem væk. Dermed får de endelig en naturlig fjende, og koralrevene kan overleve.Robotten finder dog ikke sine mål selv, men er udstyret med et kamera, hvormed operatøren kan identificere dragefiskene og føre dem ind mellem to plader, hvor de dræbes hurtigt og nænsomt ved hjælp at et elektrisk felt. Derpå suges de ind i en særlig beholder, for trods deres drabelige udseende, smager de glimrende.
Robotten er udviklet som led i et projekt kaldet RISE (Robots in Service of the Environment), og meningen er at udsætte måske tusinder af disse billige robotter, der kan fremstilles for blot 500-1000 dollar pr. stk. mod de millioner af dragefisk, der svømmer rundt i Atlanterhavet. Men robotten kan måske også i forskellige andre udformninger holde andre invasive og uønskede havdyr nede og modvirke forurening af verdenshavene med plastik og affald.
RISE-robotten kan både dræbe og fange drage-fisk, der trods deres giftighed og drabelige udseende er meget velsmagende!
Blød robotsprutte med luftbevægelser
Der udvikles mange spændende ting på Harvard University i USA. Nu har universitetets alsidige forskere også udformet en lille selvstændig blæksprutterobot ved navn “Octobot”. Robotsprutten er støbt og 3D-printet af blød silikone af forskellig stivhed og henter bevægelser fra en kemisk proces, der presser trykluft gennem forskellige kamre i dens krop og arme.
Uden brug for hverken batterier eller ledninger. Faktisk rummer robotten ingen stive dele overhovedet. Bevægelserne er forprogrammeret i et ”fluidic logic circuit”, der er en form for logisk kredsløb baseret på små rør med trykluft i stedet for elektronik og elektriske ledninger. Dette styrekredsløb pumper luft ind og ud af små luftsække i robottens bløde krop og lemmer ved hjælp af energi fra en lille brændstofcelle fyldt med hydrogen peroxide, og robotten kan arbejde af sig selv uden hverken udvendig styring eller energiforsyning.
”Octobot” måler 7cm og er båderask og rørig.
Forventningen er, at små sådanne bløde robotter i forskellige udformninger vil kunne vrikke sig ind og foretage inspektion eller ligefrem operationer på svært tilgængelige kirurgiske steder eller sive ind mellem selv de tætteste forhindringer i søgen efter ofre for jordskælv og andre former for sammenskred. Bløde robotter vil ikke kunne beskadige levende væv og kan tåle at blive trykket og mast under forsøg på at kravle gennem sten og brokker.
Autonom robot-flagermus skal afkode det levende forbilledes fantastiske flyveteknik
Amerikanske forskere har udviklet en flagermusrobot, der kan manøvrere næsten lige så utroligt som en ægte flagermus i luften. Og det er meningen, at flagermusrobotten, der har fået det oplagte kaldenavn ”Bat-bot”, skal bruges til at undersøge, hvordan virkelige flagermus flyver for bedre at forstå og kunne efterligne deres formidable manøvre-evne.
Flagermusrobottens vinger er 3D-printet af et blot 56 mikrometer tyndt lag af silikone, mens vingeknoglerne er udfærdiget af kulfiber, der er et utroligt let og stærkt materiale, og den færdige robot vejer kun 93 gram. En rigtig flagermusvinge har 40 led, men forskerne har reduceret dette antal til ni.
Fem af leddene kan bøjes og strækkes med individuelle motorer, der sætter robotten i stand til både at baske og tilpasse vingeform, og robotten styres af en onboard computer med komplekse algoritmer, der får Bat-bot til at bevæge sig på samme måde som en rigtig flagermus med lynhurtige dyk og svaj. Bat-bot kan ifølge producenten Science Robotics flyve fuldt autonomt, men elektronikken er dog stadig følsom, og opbygningen en smule skrøbelig.
Batteriet er heller ikke stort og stærkt nok til at holde flagermusen i luften længe ad gangen. Men når det er lykkes at løse disse problemer, er det forhåbningen, at den kunstige flagermus kan bruges som erstatning for landmålere ved byggeri-arbejde eller som spejdere i katastrofesitua-tioner i stedet for de i sammenligning lidt mere klodsede droner.
Robo-mussels og robo-barnacles sladrer om klimaforandringer
Mellem sten, tang og alger på Skotlands vestkyst sidder nogle helt særlige robotdyr. Både i form, farve og størrelse ligner de umiddelbart muslinger eller rurer, men bag skallerne gemmer sig avanceret elektronik. De er nemlig i virkeligheden elektroniske sensorer med dataloggere, der optegner vandtemperaturen hvert 10. minut.
Den følsomme elektronik er bygget op over de udbredte iButtons, der er små knapper med alle nødvendige komponenter inkl. strømforsyning, og de kunstige muslinger er simpelthen limet fast til de samme steder, hvor der har siddet rigtige muslinger. Kun et lille blinkende grønt lys adskiller dem fra deres levende fæller.
Bag udsætningen står marinforskere fra Scottish Association for Marine Science (SAMS), og det er meningen at sammenholde de indsamlede målinger med klimadata fra landstationer, så forskerne kan tegne et billede af klimaeffekternes indvirkning på de marine økosystemer.
Forskningsleder dr. Brian Helmuth fortæller, at muslinger ligesom træer på landjorden skaber miljøet for alle andre organismer i nærheden. Hvis en muslingekoloni går under, svarer det derfor til at rydde et helt skovområde, og alt naturligt liv i området vil dø. De kunstige muslinger giver derfor et godt billede af den lokale faunas sundhedstilstand og desuden et pålideligt forvarsel om eventuelle klimakatastrofer.
Robotmuslinger som disse har nu gennem næsten to årtier indsamlet data til en international database. Dr. Brian Helmuth forventer, at disse Big Data skal indgå i en computermodel, der kan forudsige virkningerne af global opvarmning op til 50 år frem.Møl styrer lugterobot frem mod forureningskilder
Japanske forskere har sat sig for at udnytte et lille silkemøls fine lugtesans til at udvikle robotter, der i fremtiden skal opsnuse farlige udslip og læk i miljøet. Det udvalgte insekt er det lille natsværmeragtige silkemøl Bombyx mori, der faktisk er i stand til at finde og fange selv et enkelt duftmolekyle i luften. Denne evne udnytter møllet til at kunne opspore hunnernes duftstoffer på stor afstand. Og det forskerne forestiller sig, at der måske kunne være muligt at designe lugtfølsomme robotter, der eksempelvis styres frem af små silkemøl.
I et forsøg konstruerede forskerne en ”opsnuserrobot” på hjul og styret af en trackball, hvorpå de placerede et silkemøl på styrekuglen. Opstillingen blev sat ind i en lille vindtunnel for at simulere den naturlige fartvind, og møllet var uden undtagelse i stand til at lugte sig frem til retningen af lugtkilden.
Selv hvis forskerne forsøgte at gøre det svært for møllet ved at justere robotten, så den styrede skævt, kompenserede det lille insekt bare ved at styre modsat og kunne derved alligevel finde frem til lugtkilden i op til 80 % af tilfældene.
Ifølge de japanske forskere vil insekt-styrede robotter hurtigt og nøjagtigt kunne finde frem til lækager og udslip.