Švábi se díky plochým tělíčkům dostanou tam, kam člověk beze stop nikdy nedosáhne. Dokáží sežrat prakticky cokoli a stejně je to s jejich přežitím. Právě to z nich dělá přirozené kandidáty na různé průzkumy, či dokonce záchranné operace. Proto se jim podrobně věnuje i tým z japonské univerzity v Ósace a indonéské univerzity Diponegoro.
Zrodil se superšváb
Právě tito experti přišli s tím, že švábi kyborgové budou dobrý nápad. Koncept totiž zahrnuje to nejlepší z obou světů: organická anatomie švábů, vyladěná během milionů let evoluce k orientaci v malých prostorech a nepřátelských prostředích, naváděná k cíli pomocí nejmodernější elektroniky.
„Vytvoření funkčního robota v takto malém měřítku je výzva; chtěli jsme tuto překážku obejít tím, že jsme to zjednodušili,“ vysvětluje hlavní autor Mochammad Ariyanto, strojní inženýr z Diponegoro University. „Jednoduchým spojením elektroniky a hmyzu se můžeme vyhnout jemným detailům robotického inženýrství a soustředit se na cíl.“
Problém pohybu
Upřímně, i ti nejvyspělejší roboti jsou dnes, pokud jde o pohyb, dosti neohrabaní a pomalí. Pohyb zvířat – a hlavně hmyzu – je na takové úrovni, že naše nejlepší automaty jsou proti tomu jako koloběžka proti motorce. Zvláště patrné je to u vertikální navigace. Většinu pohyblivých robotů totiž zlikvidují jakékoli schody.
Zato šváb zvládá stěny, obvody, pronikne do potrubí a nedělá mu problém málo kyslíku. Místo toho, aby tým začínal od nuly, chtěl zjistit, zda lze madagaskarské syčící šváby (Gromphadorhina portentosa) vybavit senzory pro detekci překážek, vlhkosti a dalších parametrů prostředí. A jestli se elektrody na tykadlech dají použít k jeho vedení.
Dosáhni a uhni
Celý systém se nazývá „biohybridní navigační systém založený na chování (BIOBBN)“. Jde o program typu „reach-avoid“ (dosáhni a vyhni se), jehož cílem je dosáhnout stanoveného místa a zároveň se vyhnout překážkám na trase. Jádrem jsou dva navigační algoritmy: jeden pro jednoduché prostředí a druhý pro složitější situace.
„První navigační systém využívá objemnější a těžší elektronický batoh. Ten druhý potřebuje kompaktnější a lehčí zařízení, kterým se přizpůsobí složité navigaci v terénu,“ píší vědci.
Švábí dráha
Hmyz byl s biologickým vybavením testován na překážkové dráze poseté pískem, kameny a dřevem. Navigační příkazy byly používány střídmě, aby kyborg dosáhl svého cíle. Krom toho si ale zvířata mohla najít vlastní cestu, vyhnout se překážkám, překonat je i se vrátit, pokud se věci zvrtly.
„Tento algoritmus… využil přirozené chování švábů, jako je sledování stěn a šplhání, k navigaci kolem překážek a přes ně,“ informují autoři. „Druhá verze vyžadovala více času kvůli zvýšenému vyhýbání se překážkám a přirozenému chování při lezení.“
Pro trosky a rizika
Autoři doufají, že by se tito broukoboti dali využít ke kontrole nebezpečných trosek, například po válečných konfliktech, či přírodních katastrofách. Dokonce by mohli pomáhat s detekcí přeživších. Umí také posílat údaje o místech nevhodných pro člověka, tedy úzkých potrubích budov, hlubokých tunelech a citlivých místech kulturního dědictví.
Neviditelný dohled
Tým také upozorňuje na jejich možnosti při sledování. To je mnohem děsivější perspektiva. „Věřím, že náš kyborgický hmyz může dosáhnout cílů s menším úsilím a energií než čistě mechaničtí roboti,“ říká inženýr robotiky Keisuke Morishima z univerzity v Ósace.
„Náš autonomní biohybridní navigační systém překonává problémy, které tradičně robotům činí potíže. Patří sem třeba zotavení z pádu. Právě to je potřeba pro vykročení mimo laboratoř a do reálných scénářů, jako je divočina.“ Samozřejmě není jasné, co si o tom všem myslí samotní švábi.
Zdroje: SoftRobotics, InterestingEngineering
