Kuigi kõik ümberringi kutsuvad vees hulpivat asja kalaks, meenutab ta rohekast vahtplastist kerega esmapilgul rohkem kaheksa jalaga kilpkonna. | | | | VIIMASED KOMMENTAARID | ee
Jõudu tegijatele-Eesti nogia om leidlikud inimesed
ivo
jess. väga lahe värk :) keep it goin
|
|
Need latekskilega ühendatud jalad ehk uimed hakkavad üles-alla liikuma, kui lasta eluka selja sisse jooksvatesse värvilistesse juhtmetesse elektrivool. Siis kala ujub, esiotsa küll vaevumärgatavalt, aga juba ta põrkabki vastu väikese klaasvanni seina.Kes on näinud näiteks Honda ringikõndivat ja isegi jalgpalli mängivat Asimo-robotit, sel on raske uskuda, et see Tartu Ülikooli tehnoloogiainstituudi kolmanda korruse toakeses kokku pandud kala võiks olla maailma biorobootika tippsaavutus. Painduv plaadike Tegelikult otseselt polegi, sest tegu on ajakirjanikele näitamiseks meisterdatud lihtsama robotiga, ent Tartu teadlaste rühm lõi kahe aasta eest 16 uimega kalaroboti. Vestluse ajal oli see keerukaim tehislihaseid kasutav robot laias maailmas. Need uimed, kala kerest välja ulatuvad metalse läikega ribad ongi tehislihased. Nende liigutamiseks pole tarvis mootoreid ega muid mehhanisme, vaid plaadike paindub, kui sellesse suunata elektrivool. Tehislihased esindavad jõudsalt arenevat teadusharu nimega biorobootika, mis püüab ideid ammutada loodusest. «Loomad on arenenud miljonite aastate jooksul hästi efektiivselt liikuma,» selgitab instituudi vanemteadur Maarja Kruusmaa. «Kui sul õnnestub sealt veidi inspiratsiooni saada, siis suudad välja mõelda palju paremaid ja energiasäästlikumaid liikumisviise.»
Läbimurre lähedal Kruusmaa tahab pakkuda alternatiivi elektrimootoreid ja -mehhanisme kasutavale tehnoloogiale, milleta praegu robotite loomisel kuidagi hakkama ei saa. Asimot liigutavad ja juhivad näiteks kümned mootorid. «Mina usun, et elektromehaaniliste seadmete tehnoloogia on niivõrd küllastunud, arenenud küpsusesse, et murrang, kus tulevad täiesti uued asjad, pole seal enam võimalik,» räägib Kruusmaa. Nii suudab praegune tehnoloogia küll ligilähedalt imiteerida inimkätt, ent sellega pole hästi võimalik teha järele näiteks kaheksajala kombitsat. «Need asjad tulevad rasked, keerulised ja seetõttu väikese töökindlusega, nad tarbivad palju energiat ja teevad kohutavat müra,» tõdeb Kruusmaa.
«Kui meil oleks selle kõrval tehnoloogia, millel on vastupidised omadused, on sel palju erinevaid rakendusvaldkondi,» lisab vanemteadur. «Võib välja mõelda kõiksugu biorobootika rakendusi, kus lihased asendatakse tehislihastega, näiteks proteesides, või tugiseadmed, kus tehislihastega lisatakse tegelikele lihastele jõudu.»
Tehislihaste eelised peituvad eelkõige selles, et neid on võimalik teha mis tahes mõõdus ja kujus, nad on kerged ja töötavad vaikselt. Elu jäljendamine Ja kuigi Tartus kasutatavad tehislihased erinevad bioloogilistest lihastest selle poolest, et nad ei veni ega tõmbu kokku, vaid ainult painduvad, sobivad nad elusolendite liikumise jäljendamiseks. Kala, mille eestlased meisterdasid, toimib kui rai – tehislihastest uimed liiguvad lainerütmis, tekitades robotit edasi tõukavaid jõude.
«Me oleme suutnud teha prototüübid, mis tõestavad, et tehislihastel põhinevat tehnoloogiat on võimalik kasutada,» ütleb Kruusmaa, tõdedes, et tegelikud rakendused on veel aastate kaugusel. «Lahendamata on mitmed probleemid: pikaajaline stabiilsus, töökindlus ja sõltumatus keskkonnatingimustest.»
Tartus tehtavate tehislihaste sisuks on DuPonti firma ioonjuhtiv polümeer Nafion®, mis rühma keemiku Urmas Johansoni sõnu kasutades imab hullumoodi vett. Elektroodidena katavad 0,25 millimeetri paksust polümeeri mõlemalt poolt paari mikromeetri paksused väärismetallikihid. Metalliioonidega vett imanud polümeer muutub juhtivaks ja kui sellesse lasta vool, painutabki alanud ioonide liikumine tehislihast. Selle liigutuse jõud võib kanda endast mitu korda raskemat eset. Teadlaste peamine mure on see, et kattev metallikiht ei kannata lõputult edasi-tagasi painutamist välja, mureneb ja tehislihas lakkab töötamast. Eriti siis, kui lihas teeb suure liigutuse, näiteks paindub täisnurga alla. «Selliste liigutuste korral pole materjal stabiilne,» nendib Johanson. Katsetades erinevaid ioone ja kattekihte, püüab Johanson probleemi lahendada ja tehislihaseid paremaks muuta. «Ülesanded on lihtsad: suurendada lihase jõudu, liigutusamplituudi ja kiirust,» selgitab ta. Takistused Lahendused sama lihtsad pole, sest kõike head korraga praegu saavutada ei suudeta – tugevam tehislihas kaotab jälle kiiruses, rohkem liikuva lihase materjal väsib rutemini jne. Tartlased avastasid oma lihastel veel ühe huvitava omaduse, millele võtsid ka patendi. Sellised metallist kattekihiga tehislihased toimivad ühtaegu anduritena, mis tunnevad, millises asendis nad on. Olenevalt paindenurgast muutub metallikihi elektritakistus ja selle väärtus annabki infot, mis lubab robotil ilma lisavidinateta end tajuda, näiteks taibata, kui ta on põrganud vastu seina, ja ümber pöörata.
> Loe edasi |
