Klára Ponczová, 06. 04. 21

Je to pár týdnů, co jsme všichni upírali oči k nebeskému vozítku Perseverance odvážně přistávajícímu na Marsu. To ovšem nebyl jediný vzdálený cíl, kterého v posledních týdnech lidstvo dosáhlo. Díky měkkému robotímu rejnokovi se lidstvu podařilo dotknout nejhlubšího místa na světě s názvem Challenger Deep na dně Mariánského příkopu.

Hluboké oceánské dno se svými vysokými podvodními horami a jedinečnými tvory – z nichž o mnohých stále nemáme ani páru - je posledním nezmapovaným prostředím na Zemi. A není se čemu divit. Kromě černočerné tmy a nepřítomnosti kyslíku, čelí každý návštěvník teplotám pod bodem mrazu a extrémně silnému tlaku. To jsou podmínky, ve kterých nemají drobné elektronické součástky tradičních průzkumných robotů ani tu nejmenší šanci.

Měkký robot

I v tomto případě však vědci našli cestu a tým z Číny, inspirovaný hlubinnými rybami, zkonstruoval měkkého autonomního robota, který v přísných podmínkách nejhlubšího místa na Zemi obstojí. Vypadá jako rejnok se dvěma velkými ploutvemi a ocasem, což je solidní výbava, která mu umožňuje snadné manévrování.

Robot nemá jedno řídící centrum, elektrické impulzy se šíří celým jeho silikonovým tělem podobným způsobem jako funguje nervový systém u červů. Díky tomu pak robot nepotřebuje odolný obal, který by křehkou “centrální nervovou soustavu” chránil.

Pod tlakem

Pohyb po Mariánském příkopu je náročnější než šplhání na Mount Everest bez kyslíkové bomby. Místo s názvem Challenger Deep, nacházející se v hloubce téměř jedenáct kilometrů pod mořem, představuje vůbec nejnižší bod Mariánského příkopu. Tlak je zde zhruba tisíckrát vyšší než na mořské hladině. Jaký je to pocit? Asi jako když se vám na palec u nohy postaví slon.

Proto hlubinní roboti standardně využívají tlakové nádoby vyrobené z těžkých kovů, aby jejich součástky tak silný tlak ustály. I přesto však vedou extrémní podmínky mořských hlubin v bezpočtu případů k totálnímu přístrojovému selhání. Když se pak nějakému robotovi konečně podaří nejhlubších oceánských míst dosáhnout, je to robot natolik neohrabaný a těžkopádný, že nemá nejmenší šanci na místě odebrat korálové nebo jiné vzorky. Spíš naopak se on sám stává tomuto prostředí nepříjemnou hrozbou.

Tlakuvzdorný silikon

Právě z těchto důvodů se námořní inženýři obrátili k měkkým robotům a jako konstrukční materiál zvolili silikon, který je schopný se snadno ohýbat i roztahovat. Díky tomu mohou měkcí roboti s neznámým prostředím komunikovat mnohem přirozenějším způsobem než jejich absolutně nezapadající kovoví kolegové.

Při tvorbě měkkého robota se vědci nechali inspirovat nálezem hlemýždě mariánského, přirozeně se vyskytujícího osm kilometrů pod mořskou hladinou. Jde o průhledné stvoření, které vypadá jako červ, má čenich podobný štěněti a ploutve mu vyčnívají z hlavy.

Robotí rejnok

Na jeho základě vědci stvořili autonomního měkkého robota s tělem ve tvaru ryby se dvěma velkými ploutvemi. Ty jsou připevněny k jádru pomocí měkkého, pružného materiálu (svalu). Když baterie vyšle elektrický proud, stimuluje “svaly” ke kontrakci a robot se rozpohybuje. Díky několika pevným spojkám se svalový pohyb přenáší z místa spojení do mávání celou ploutví a nutí robota plavat dopředu.

Tento robot je sice o poznání pomalejší než tradiční kovoví roboti, ale na rozdíl od nich se dobře vyrovnává se silným tlakem. Elektrické součástky jsou rozmístěné uvnitř silikonového těla a tento ostrý odklon od obvyklého přístupu “zabalit veškerou elektroniku do jednoho mozku” se vyplatil. Roztažená konfigurace snižuje tlak na jednotlivé rozhraní mezi komponentami a snáze odolává tlaku.

Snadno až na dno

Robot byl postupně testován v jezeře v hloubce sedmdesát metrů, následně v Jihočínském moři v hloubce přes tři kilometry a nakonec v Mariánském příkopu, v místě Challenger Deep. Při prvních dvou pokusech nechali vědci robota volně plavat. Pohyboval se rychlostí zhruba pět centimetrů za sekundu. V Mariánském příkopě jej pak nechali doprovázet běžným robustním podmořským robotem, který jeho počínání dokumentoval.

Dle vědců dláždí měkký robot cestu nové generaci hlubinných průzkumníků, i když je na něm stále dost co vylepšovat. Například již zmíněnou rychlost. Také jej ohrožují podvodní proudy, které ho kvůli lehké konstituci, dokáží snadno smést. Zároveň mu chybí kamery a inteligentní senzory, díky kterým by se dokázal v neznámém prostředí mnohem lépe orientovat.

Skupiny zdokonalených měkkých robotů by pak v budoucnu měly plavat po mořském dnu, zjišťovat míru jeho znečištění, přítomnost mikroplastů nebo analyzovat změny mořského dna. A kdo ví, co všechno tam na ně i na nás ještě čeká.

Tento článek je chráněn pomocí blockchainové služby Mytitle.

Zdroj: https://singularityhub.com/2021/03/09/this-stingray-like-soft-robot-went-35000-feet-below-sea-level-and-thrived-there/