W ruchu, który wygląda na wyjęty prosto ze scenariusza rasowego kina science-fiction, naukowcy z École Polytechnique Fédérale de Lausanne (EPFL) zaprezentowali robotyczną dłoń z “zmiennokształtną” częścią chwytną. Potrafi ona niemal stopić się, by idealnie oblepić przedmiot, a następnie zastygnąć, gwarantując nienaganny chwyt. Inspiracja? Oczywiście kultowy T-1000 z Terminatora 2.
Projekt zrodził się w Reconfigurable Robotics Lab na EPFL, pod czujnym okiem profesor Jamie Paik. Czteropalczasta dłoń to odpowiedź na odwieczny problem robotyki: jak pewnie chwytać przedmioty o nieregularnych, nieznanych wcześniej kształtach? Rozwiązanie inżynierów jest równie eleganckie, co radykalne. Wnętrze dłoni wykonano z low-melting-point alloy (LMPA) – specjalnego stopu bizmutu, indu i cyny, który przechodzi w stan ciekły już w temperaturze 60°C. Gdy robot musi coś podnieść, wbudowany element grzejny zamienia wnętrze dłoni w plastyczną masę. Palce ustawiają chwytak wokół celu, pozwalając płynnemu metalowi idealnie dopasować się do faktury przedmiotu, po czym całość stygnie, tworząc ultra-stabilną, “szytą na miarę” formę.
Najbardziej błyskotliwym elementem konstrukcji jest jednak system zarządzania temperaturą. Aby drastycznie przyspieszyć proces chłodzenia i twardnienia, cała dłoń potrafi odłączyć się od ramienia robota i… zanurzyć w kąpieli wodnej. Gdy konstrukcja odzyska sztywność, ramię ponownie ją podejmuje. Tak przygotowany chwytak może operować na niezwykle delikatnych obiektach lub podnosić ciężary przekraczające jego własną masę aż 40-krotnie. Badania opublikowane w prestiżowym czasopiśmie Science Robotics pokazują nowatorskie połączenie tzw. miękkiej robotyki (soft robotics) z tradycyjnymi, sztywnymi konstrukcjami.
Dlaczego to przełom?
Dłoń rodem z filmu Jamesa Camerona to gigantyczny krok w stronę stworzenia chwytaka uniwersalnego. Większość dzisiejszych rozwiązań to zgniły kompromis między precyzją a siłą. Miękkie chwytaki są elastyczne, ale słabe, natomiast sztywne kleszcze – silne, lecz beznadziejnie niezdarne przy nieregularnych kształtach. Dzięki zastosowaniu materiału zmiennofazowego, zespół z EPFL stworzył system, który jest jednocześnie nieskończenie plastyczny i niesamowicie wytrzymały. Ta technologia może wywrócić do góry nogami logistykę magazynową, gdzie roboty muszą radzić sobie z tysiącami różnych produktów, ale też znaleźć zastosowanie w zaawansowanych protezach, a nawet w misjach kosmicznych przy sprzątaniu orbitalnych śmieci.
