Z kuchni do laboratorium. Szwajcarzy zbudowali robota z odpadków

• Zespół z Politechniki Federalnej w Lozannie włączył egzoszkielet langusty do konstrukcji robota, łącząc go z elastomerami i silikonem.
• Urządzenie działa jako manipulator do 500 g, elastyczny chwytak oraz robot pływający; elementy można rozebrać i użyć ponownie.
• Badacze widzą potencjał w implantach biomedycznych i monitorowaniu biosystemów; wyzwaniem jest zmienność biologicznych struktur.

Szwajcarscy badacze z Politechniki Federalnej w Lozannie sięgnęli po nietypowy materiał: odpad z jadalnej langusty. Jak podaje Polska Agencja Prasowa, do projektu włączyli duże fragmenty naturalnego egzoszkieletu, wzmacniając go syntetycznymi komponentami. To podejście ma połączyć inżynierię inspirowaną naturą z recyklingiem odpadów spożywczych i ograniczeniem śladu materiałowego.

Egzoszkielety łączą zmineralizowane pancerze z błonami stawowymi, zapewniając równowagę między sztywnością i elastycznością, która pozwala poszczególnym segmentom poruszać się niezależnie. Te cechy umożliwiają skorupiakom szybkie, gwałtowne ruchy w wodzie, ale mogą być również bardzo przydatne w robotyce. Ponadto, dzięki ponownemu wykorzystaniu odpadów spożywczych, proponujemy zrównoważony, cykliczny proces projektowania, w którym materiały można poddawać recyklingowi i przystosowywać do nowych zadań – mówi prof. Josie Hughes, autorka wynalazku opisanego w magazynie "Advanced Science", na który powołuje się PAP.

Główny efekt to trzy demonstratory. Zespół zbudował manipulator zdolny unieść obiekty o wadze do 500 g, elastyczne chwytaki dopasowujące się do kształtu różnych przedmiotów, a także robota pływającego. Konstrukcję można rozebrać, a komponenty ponownie wykorzystać w innych konfiguracjach, co wpisuje się w cykliczny proces projektowania.

Badacze podkreślają, że egzoszkielety łączą zmineralizowane pancerze z membranami stawowymi, co umożliwia niezależny ruch segmentów. Prof. Josie Hughes argumentuje, że te właściwości są użyteczne także w robotyce i mogą przenieść naturalną dynamikę do urządzeń inżynieryjnych.

Autorzy zwracają uwagę na ograniczenie: naturalna zmienność struktur biologicznych. Każdy ogon langusty ma unikalny kształt, co przekłada się na subtelnie różne ugięcia ramion chwytaka po obu stronach. To wymaga bardziej zaawansowanego wsparcia syntetycznego, np. dostrajanych kontrolerów, aby uzyskać przewidywalne i symetryczne działanie w kolejnych egzemplarzach.

Z naszej wiedzy wynika, że jako pierwsi pokazaliśmy koncepcję integracji odpadów spożywczych z systemem robotycznym, który łączy zrównoważone projektowanie z ponownym użyciem i recyklingiem — mówi Sareum Kim, pierwsza autorka publikacji.

Zespół widzi potencjał podobnych rozwiązań w implantach biomedycznych oraz platformach do monitorowania biosystemów, gdzie lekkość i elastyczność materiałów biologicznych mogą być atutem.

Na koniec badacze akcentują inspirację naturą. - Choć natura niekoniecznie dostarcza formy optymalnej, wciąż przewyższa wiele systemów sztucznych i oferuje cenne wskazówki do projektowania funkcjonalnych maszyn opartych na eleganckich zasadach - podsumowuje prof. Hughes.

Źródło: PAP