Een robot die wandelt, huppelt en zwemt dankzij zachte slangetjes en lucht. Wetenschappers bij het Amsterdamse onderzoeksinstituut Amolf ontwikkelden een robotje dat zich gedraagt als een ware amfibie.
Het apparaatje kan net zo makkelijk lopen over gras als zwemmen door water, schrijven de wetenschappers in het prestigieuze tijdschrift Science.
Wandelen en zwemmen kunnen wel meer robots, maar wat deze nieuwe uitvinding zo bijzonder maakt is dat die zich aanpast aan de omgeving zonder centrale aansturing van een computerchip.
Desinfecterende robots in het ziekenhuis, robots die bommen opruimen of thuis het stof opzuigen: bewegende robots zijn overal in opmars. Zo’n geprogrammeerde mobiele machine loopt tegen veel problemen aan: van een losse sok tot een verandering van de ondergrond. Wetenschappers zoeken daarom continu naar vernieuwende oplossingen om dergelijke apparaatjes soepeler hun weg te laten vinden.
De Amsterdamse onderzoekers keken het af van het dierenrijk. Zeesterren lopen bijvoorbeeld met behulp van duizenden heen en weer bewegende voetjes aan de onderkant van het lichaam, terwijl ze geen coördinerend brein hebben. Door te letten op geurstoffen en de waterstroom beweegt het diertje in de goede richting.
Per toeval stuitte één van de onderzoekers, Alberto Comoretto, op een manier om die voetjes na te bootsen, tijdens een ander experiment met plastic slangetjes. Hij zag dat een slang met een knik erin snel begint te trillen wanneer er een constante luchtstroom doorheen gaat.
Blijkbaar duwt de lucht die knik in het slangetje verder. Als deze bijna het einde van de lus heeft bereikt en verdwijnt, vormt zich in het midden een nieuwe knik, waarna het proces zich herhaalt. Doordat de knikken zich verplaatsen, maakt de lus een ‘trappende beweging’.
Video wordt geladen...
De onderzoekers bouwden eerst een robotje met vier lusjes, aangesloten op dezelfde luchttoevoer. Na een kort moment van chaos beginnen de lusjes volgens hetzelfde ritme te bewegen. Daardoor gaat het apparaatje snel vooruit, met kleine sprongetjes zoals een gazelle.
De tweede versie bestond uit twee lusjes, allebei aangedreven door een eigen motortje, naast een paar pootjes voor balans. Met dit ontwerp laten de onderzoekers zien hoe het robotje zich aanpast aan zijn omgeving. Zet de robot op z’n kop en de slangetjes gaan onafhankelijk van elkaar in de lucht spartelen. Maar draai hem om en de lusjes gaan spontaan synchroon bewegen over de ondergrond, waardoor een lopende beweging ontstaat.
Als een ware amfibie maakt de robot bovendien een soepele overgang van land naar water. De lusjes gaan dan vanzelf van een synchrone naar een tegengestelde beweging, waarna het robotje zwemmend zijn pad vervolgt.
Concrete toepassingen heeft de robot nu nog niet, het gaat de wetenschappers vooral om het creëren van een fundamenteel nieuwe manier van voortbewegen voor robots. De volgende stap is de robot doelgericht ergens naartoe sturen. De Amsterdammers testten dat al door lichtsensoren direct te verbinden met de ‘pootjes’, waardoor de blaasrobot uit zichzelf naar een lamp toe kan lopen.
En mogelijke toekomstige toepassingen? Auteur Bas Overvelde, hoofd van de Soft Robotic Matters groep bij Amolf, noemt als voorbeeld een minuscuul robotje met medicijnen. ‘Door chemische signalen in het lichaam te volgen, zal de medicatie op de juiste plek terechtkomen’.
Ook andere wetenschappers reageren enthousiast. ‘Prachtig hoe een knik, normaal gezien een probleem, leidt tot een nieuw concept’, zegt Ali Sadeghi, hoofd Soft Robotics Labs aan de Universiteit Twente. Wel heeft hij een praktische kanttekening. ‘De lopende knik vouwt het materiaal ontzettend vaak. De vraag is hoe lang het materiaal dat kan verdragen.’
Geselecteerd door de redactie
Source: Volkskrant