10 Otroliga robotar som efterliknar djur

I robotteknikens värld kan mycket vara och har lärt sig av naturens värld. Inte bara finns det en mängd praktiska tillämpningar för robotar baserade på biologiska organismer, men mycket kan också läras om evolutionen och de naturliga krafterna som producerar så högt avancerade mönster. Denna forskningslinje leder till en fascinerande melding om vetenskap och natur - ibland på det mest bokstavliga sättet.

10Robotic Sea Snake

Eelume-undervattensrobotten tjänar en extremt praktisk utförande av inspektioner och underhåll på djuphavs riggar, en kostsam och farlig strävan. Den nuvarande generationen av undervattens autonoma fordon som utför dessa uppgifter är skrymmande, långsam och svår att manövrera, men inte elfenbenet. Det ser ut och rör sig precis som en havsorm och kan snabbt och säkert nå platser som ingen fordon kan.

Medan maskinen är kapslad, arbetar tillverkaren Kongsberg Maritime - som nyligen uppnådde lite berömmelse genom att hitta ett decennier gammalt nedsänkt monsterpropp i Loch Ness-arbetar mot att göra maskinens strömkälla intern, vilket eliminerar behovet av en kabel och därmed alla återhållsamhet i sitt sortiment.

9Roko Robotic Monkey

Roko är den enda posten på vår lista som endast finns i konstruktionsstadiet, utan prototyp som ännu inte har producerats. Men vilket begrepp är det: en furry, biometrisk, helt roboten apa som kan penetrera djupt i täta skogar utan att störa djurlivet.

Designern förutsätter ett brett utbud av olika funktioner. Till exempel kan Roko driva autonomt att leverera småförsörjningspaket (till exempel mat eller första hjälpen) till avlägsna lägen som inte kan nås på väg. Det kan också fungera som följeslagare, programmeras för att hjälpa till med navigering eller kontinuerligt övervaka omgivningen för potentiella rovdjur.

Roko kommer att täckas i själva pälsen och röra sig genom skogen, precis som en verklig apa gör, så det kommer inte att skryta infödda vilda djur med sin närvaro som en mänsklig räddare eller en drone.

8RoboBees

Under det senaste årtiondet har honungsbönens befolkning snarare plötsligt och mystiskt fallit offer för koloniekollapsavbrott. Befolkningen har sett drastiska årliga minskningar, och ingen är säkert exakt varför. I juni 2014 kom Harvard-forskare på ett potentiellt sätt för att lindra effekterna av CCD medan en mer permanent man hittades: små robotbier, som snart kan klara avgrödning av grödor.

Medan konceptet har visats och bevisats fungerande, skulle en svärm av robotbottor kunna kommunicera mellan sig och arbeta som ett lag, precis som en riktig svärm, och Harvard-laget är inte riktigt där än. Enligt deras uppskattning kan robotarsvärmar vara ute av pollinerande grödor inom ett decennium, vilket hjälper jordbruksindustrin att återhämta sig från miljarder dollar i årliga förluster som orsakas av kolonikollaps.

7MuddyBot

Georgia Tech biofysiker Daniel Goldman var uppdrag att designa en ny generation amfibiska robotar som kan hantera de mest utmanande ytorna, som flytande sand och haltig lera. Goldman vände sig till evolutionär vetenskap: Han byggde en robot som starkt liknar en afrikansk mudskipper fisk, som spenderar tid på både mark och vatten på ett sätt som liknar tidiga ryggradsdjur.

Roboten har visat att dess svans inte är särskilt användbar för rörelse alls. Om det inte är så försöker man navigera i en liten, halt lutning, i vilket fall det är mycket användbart. Svansen bidrog också till att hålla MuddyBot från att glida tillbaka i backen i sådana situationer.

6The Bionic Kangaroo

Tendons i benen av känguruer fungerar som fjädrar, återhämtar lite energi och återanvänder den till nästa hopp, vilket ger dem en anmärkningsvärd uthållighet. Tyska verkstadsföretaget Festo valde en direkt väg för att visa hur detta koncept skulle kunna tillämpas på maskiner genom att bokstavligen bygga en känguru.

Prototypen är gestkontrollerad med ett kommersiellt tillgängligt sensorbelastat armband av den typ som kan användas för att styra dronor. Inget ord om huruvida dessa kommer att bli tillgängliga för allmänheten, helt enkelt på grund av att vara roligt att ha runt.

5SpotMini, robotgiraffen

Robotics firma Boston Dynamics har varit involverat i skapandet av mänskliga och hundliknande robotar för militär eller civil användning. Deras senaste skapelse, SpotMini, är främst avsedd som en hushållskompis och ser ut som en hundgallerig robotgiraff.

Utseendet kommer från sin huvudarms kombinationsbom, som är extremt mångsidig och har några udda funktioner (SpotMini kan fixa sitt "huvud" i en position medan resten av kroppen rör sig runt den). Hövarmen kan ta tag i föremål och höger enheten om den faller över.

SpotMini kan köras i en och en halv timme på en enda laddning och kan enkelt navigera i miljöer som det sannolikt kommer att stöta på i det genomsnittliga hemmet. Även om det kommer att göra en rolig nyhet, kan det också finnas några väldigt användbara applikationer för att hjälpa handikappade och äldre.

4The SpiderBot

Vid Institutet för beräkningsdesign i Stuttgart, Tyskland, skapade forskare nyligen vad de kallar "Mobil Robotic Fabrication System for Filament Structures." Systemet utövar team av små robotar med kolfiberspolar, som arbetar tillsammans för att väva smutsiga saker som hängmattor . I designen av sitt system efterliknade ingenjörer utformningen av naturens egna vävar för sina små robotar: spindlar.

Teamet planerar att skala systemet upp, med fler robotar för att slutföra ännu mer komplexa mönster och arbetar med att ge dem möjlighet att klamra sig på krökta eller hala ytor.

3The CockroachBot

UC Berkeley biomekaniker Robert Full har spent år studerat djurs rörelser och deras potentiella tillämpningar mot robotik.Intrigued av förmågan av kackerlackor att klämma in i praktiskt taget vilket utrymme trots att det har ett hårt skal, Full undersökt och fann att roaches använder en unik rörelse. Därefter tog de vad de lärde sig och byggde en robotslipa.

RoboRoach är en del av ett framväxande fält av mjuk robotik, som använder smidiga material som polymerer i stället för metall och hårda kretskort. Robotsinsekterna, billiga och lätta att tillverka, utförs precis som riktiga kakor gör sig i trånga utrymmen och kan användas i katastrofområden, krigszoner eller andra farliga områden för att hjälpa dem som behöver hjälp eller utvärdera stabiliteten hos sådana områden innan mänskliga räddningsarbetare ange.

2Robirds

Problemet med olägenheter har länge varit en sak utan någon riktig lösning. Fåglar gillar ofta att hålla sig kvar när de har hittat ett område som de gillar, och alltför stora foder och skördar är inte ens de allvarligaste problemen. Fåglar kan också störa flygvägar och sprida sjukdomar.

Ange Clear Flight Solutions, ett företag som har lagt fram en produkt som de kallar "RoBird". Det är en liflig modell av en raptor, och i test har de visat sig minska nöda fågelaktivitet i riktade områden med upp till 50 procent. Detta beror på att roboten har en realistisk vingsrörelse och fåglar är naturligtvis benägna att registrera formen av en annan fågelns silhuett och deras vingar rör sig för att bestämma om de är rovdjur.

RoBirden kan också användas för att sticka ut och jaga bort särskilt envisa fåglar. Medan de för närvarande styrs trådlöst av en operatör på marken, är en autonom version för närvarande under utveckling.

1The Cyborg Stingray

Ett internationellt team av forskare som leddes av Harvard-forskaren Kit Parker producerade en konstgjord stingray som efterliknar det verkliga simmets rörelser. Även om det här kan verka som par för kursen jämfört med de andra uppgifterna i denna lista, är deras stingray inte tekniskt en robot. Den konstruerades med både konstgjorda och biologiska komponenter, och i ordets egentliga mening är det faktiskt en cyborg.

Laget använde ett neutralt laddat guldskelett, överlagrat av en tunn polymerhud. Vävda hela är över 200 000 celler härrörande från råtthärdar, kallad kardiomyocyter. Fotokänsliga versioner av dessa celler är upptagna ovanpå stingrayen, och dess navigering styrs genom att ändra frekvensen och pulserna av ljus riktade mot det. Ljuset medför också att musklerna sammandras, vilket ger fins nedåtgående rörelse. Guldskelettet har energilagringsegenskaper som hjälper till att försörja den nedåtriktade rörelsen.

Inte bara kan forskning av denna typ leda till betydande framsteg i nyare generationer av automatiserade robotar, men det kan också hjälpa oss att få en bättre förståelse för människans hjärta och andra flytande muskelfunktioner. Det kan till och med bana väg för framtida iterationer av livliga, cyborgdjur - eller till och med människor.