Evolucija rješava probleme, a jedan od problema koji se rješava na mnogo različitih načina je kretanje. Ptice lete. Ribe plivaju. Životinje hodaju.
Ali gliste su pronašle drugi način da se kreću po niši koju zauzimaju. Možemo li ih kopirati da istražimo druge svjetove?
Gliste su prilagođene kretanju kroz tlo, a njihova segmentirana tijela to omogućuju. Kišna glista ima između 100 i 150 segmenata, a također ima dvije vrste mišića koji omogućuju njegovo kretanje: kružno i uzdužno. Mišići i segmenti omogućuju im kretanje puzanjem. Mali dodaci poput čekinja pomažu glistama da se kreću sprječavajući ih da skliznu unatrag.
Gliste koriste fleksibilnost svojih tijela za kretanje pomoću peristaltike. Peristaltika se sastoji od valovitih pokreta koji se kreću gore-dolje po tijelu gliste, segment po segment. Slično je kako gutamo hranu: Kada gutamo, šaljemo mišićni val koji se spušta niz jednjak i gura hranu u želudac.
Ovaj video prikazuje kretanje kišne gliste.
Tim znanstvenika s Istituto Italiano di Tecnologia (Talijanski institut za tehnologiju) razvija robota koji oponaša kišne gliste kako bi se kretao ispod zemlje, pa čak i pomoći u istraživanju drugih svjetova. Robot je segmentiran poput kišne gliste, ali koristi zrak za širenje i skupljanje segmenata i osiguravanje kretanja. Segmenti se nazivaju peristaltički meki pokretači (PSA).
Laboratorij Bioinspired Soft Robotics pri ITT-u stvorio je ‘crv bot‘ i sve je to dio napora laboratorija da “…razvije robotska rješenja sposobna za rad u nestrukturiranim okruženjima,” prema web stranici laboratorija. “Ovi će roboti moći sigurno komunicirati sa živim bićima i zamijeniti ljude u izazovnim uvjetima.”
Glavni istraživač laboratorija Bioinspired Soft Robotics je Barbara Mazzolai, koja je također koautorica novog rada koji predstavlja ‘crva-bota’ tima. okoliša”, a glavni autor je Riddhi Das, postdoktorand na ITT-u. Članak je objavljen u časopisu Nature Scientific Reports.
“Potencijalne primjene ove tehnologije su goleme, uključujući podzemne istraživačke operacije, iskapanja, potragu i spašavanje u podzemnim okruženjima i istraživanje drugih planeta”, iz “Bioinspired Earthworm Robot: Droid To Search For Subsurface Planetary Life?”
Segmenti tijela gliste nazivaju se metamere i sadrže tekućinu koja kontrolira njezin unutarnji tlak. Pritisak djeluje silama na metamer, omogućujući crvu da izvrši “nezavisni obrasci kretanjalokaliziran i promjenjiv”, navodi se u priopćenju za javnost.
Količina tekućine u svakom segmentu nikada se ne mijenja; samo se manipulira na različite načine. Ovo je primjer hidrostatski skelet, gdje pritisak tekućine podržava mekani, fleksibilni kostur. Imaju ih i meduze i morske anemone.
ITT tim otkrio je način oponašanja tekućine glista pomoću zraka. PSA robota rasteže se kada se u njega upumpa zrak i skuplja kada se zrak ispušta. Crv-bot ima pet PSA-ova, ima 45 cm dužine i teži 605 grama.
Tim je testirao svog robota sa i bez malih pasivnih frikcionih jastučića koji oponašaju čekinje kišne gliste. Na jednostavnoj ravnoj površini, čekinje su pomogle robotu da se kreće mnogo učinkovitije.
Također su ga testirali na različitim granuliranim površinama s različitim dubinama, sa i bez čekinja.
Crv-bot samo je prototip i omogućuje timu da detaljnije razumije biološko kretanje. Autori su optimistični u pogledu budućnosti ove vrste biološki inspirirane lokomocije.
„Potencijalne primjene ove tehnologije su ogromne, uključujući podzemna istraživanja, iskapanja, operacije potrage i spašavanja u podzemnim okruženjima i istraživanje drugih planeta”, stoji u priopćenju.
Ovo nije prvi robot inspiriran crvima i drugim sličnim organizmima. Ideja postoji već godinama. Godine 2012. japanski tim razvio je robotski prototip koji pravi tunele i iskope. Imao je dvije jedinice: pogonsku jedinicu i jedinicu za iskopavanje. Jedinica za kopanje stvara prostor za kopanje robota.
Istraživači nastavljaju raditi na crvu-botu i povezanim naporima jer oni mnogo obećavaju. Na Marsu imamo rovere s pomoćnim helikopterima i u budućnosti će ih biti više. Bi li roboti za probijanje tunela jednog dana mogli otputovati na Mars i tamo proširiti naše istraživačke napore?
O InSight lender je poučan primjer kako roboti za probijanje tunela mogu pomoći u istraživanju. Misija je završila u prosincu 2022. nakon što je ispunila neke od svojih ciljeva, ali glavni instrument lendera, Heat flow and Physical Properties Package (HP3), također poznat kao “The Mole”, nije uspio.
Robot za probijanje tunela temeljen na dizajnu crva mogao je napraviti razliku. Krtica se oslanjala na trenje između regolita i sebe kako bi izbjegla napuštanje rupe, ali konzistencija regolita je to spriječila. Nije bilo šanse da se znanstvenici misije za ovo pripreme.
Ali robot za tuneliranje temeljen na biologiji mogao biti uspješan gdje Krtica nije uspjela. Neka vrsta čekinja na vanjskoj strani robota mogla je napraviti veliku razliku. Da su čekinje mogle uhvatiti tlo između pokreta tapkanja, uređaj bi možda uspio.
Lender InSight bio je dobro zamišljena ideja. Iz ovoga bismo naučili mnogo o zemaljskim planetima. Nažalost, HP3 nije uspio, iako su drugi instrumenti misije bili uspješni. Tko zna? Možda će biti InSight 2 da se završi nedovršeno istraživanje.
Ako postoji, mogli bismo vidjeti potpuno drugačiji instrument kako prodire kroz površinu Marsa. Jedan temeljen na moćnoj kišnoj glisti.
