მეცნიერების ნაწილი მწერებს პლანეტის ყველაზე წარმატებულ არსებებად მიიჩნევს. დღეს დედამიწაზე ყველაზე მეტი — დაახლოებით 1 მილიონი სახეობით სწორედ ეს კლასია წარმოდგენილი. რაც შეეხება მათ რაოდენობას, ჩვენს პლანეტაზე მცხოვრებ ერთ ადამიანზე საშუალოდ 200 მილიონი მწერი მოდის და ისინი მთელი რიგი ეკოსისტემების ფუნქციონირებაში ძალიან მნიშვნელოვან როლს ასრულებენ. გასაკვირი არაა, რომ მეცნიერები რობოტების შექმნას სწორედ მილიონობით წლის ევოლუციის შედეგად მიღებული ქმნილებების მაგალითზე ცდილობენ. მკვლევრები წლების განმავლობაში აკვირდებოდნენ მწერებს, მიღებული კვლევების საფუძველზე კი, რობოტიკაში უდიდესი ნაბიჯების გადადგმა შეძლეს.

სრულიად ახალი კომპლექსური რობოტების შექმნის ნაცვლად, მეცნიერებმა გადაწყვიტეს, ჭკვიანი მოწყობილობები ცოცხალი არსებების მოდელზე შეექმნათ. მწერებით შთაგონებულ რობოტებს დღეს ისეთი საქმეებისთვის იყენებენ, რომლებისთვისაც ადამიანები ზედმეტად მოუხერხებლები და, ერთი სიტყვით, დიდები არიან. ასეთ სფეროებს წარმოადგენს თვალთვალი, სამძებრო და სამაშველო მისიები, ინდუსტრიული საწარმოო სისტემები, მშენებლობისა და ჯანდაცვის სექტორი და ა.შ.

აქვე უნდა აღინიშნოს, რომ დღეს რობოტების მთავარ შეზღუდვას ის წარმოადგენს, რომ ისინი, უმეტესად, ერთი და იმავე მისიებით იქმნება და ახალს ბევრს ვერაფერს გვთავაზობს. თუმცა, თანამედროვე რობოტებს თუ დავაკვირდებით, დავინახავთ, რომ ეს შეზღუდვა დაძლევადია.

ამის მაგალითს ძაღლის მოდელზე შექმნილი Boston Dynamics-ის რობოტი სპოტი წარმოადგენს, რომელიც მთელი რიგი ფუნქციებითაა აღჭურვილი და ტვირთვის გადაზიდვიდან დაწყებული, ხის დარგვით დასრულებული, უამრავი დავალების შესრულება და დაბრკოლების გადალახვა შეუძლია.

მწერის ზომის რობოტში ასეთი კომპლექსური ფუნქციების "ჩატევა" ბევრად რთულია და გარკვეულ გამოწვევებთანაცაა დაკავშირებული. თუმცა, მეცნიერები მსოფლიოს სხვადასხვა უნივერსიტეტებიდან სხვადასხვა გზებით ახერხებენ ამ შეზღუდვების გადალახვას და სულ მცირე ზომის რობოტებს ქმნიან, რომლებიც საკმაოდ კომპლექსურ და მნიშვნელოვან საქმეებს მარტივად უმკლავდებიან. ამ სტატიაში სწორედ ასეთ 5 რობოტს გაგაცნობთ, რომლებიც, დიდი ზომის რობოტებთან შედარებით, მეტი ეფექტიანობით გამოირჩევიან და კომპლექსურ საქმეებს დიდი წარმატებით ართმევენ თავს.

1. მრავალფუნქციური რობო-ტარაკნები

კოლორადოს სახელმწიფო უნივერსიტეტის ინოვაციური მსუბუქი რობოტები, რომლებსაც მეცნიერები მწერების მაგალითზე ქმნიან, კონფიგურაციას მომხმარებლების საჭიროების შესაბამისად იცვლიან. როგორც რობოტების შემქმნელები ავტორები ჰყვებიან, მოწყობილობაზე მუშაობისას მათი საქმიანობა სამ მთავარ კატეგორიას მოიცავს:

პირველი კატეგორია იმის კვლევაა, თუ როგორ შეიძლება იაფფასიანი ძაფებით ხელოვნური კუნთების დამზადება, რომელიც რობოტს დამატებითი ენერგიის დახარჯვის გარეშე მოძრაობის და ფორმის შეცვლის საშუალებას მისცემს.

მეორე კატეგორიას იმის გარკვევა წარმოადგენს, თუ როგორ უნდა გამოიყენონ ცვლადი სიმყარის მასალები რობოტის კონფიგურაციის შეცვლისთვის. მაგალითად, ერთ-ერთმა სტუდენტმა მოსიარულე რობოტი შექმნა, რომელსაც ფეხის სამი სხვადასხვა ტრაექტორიის შესრულება შეუძლია.

რაც შეეხება მესამე კატეგორიას, აქ ინჟინრები ცდილობენ გაარკვიონ, როგორ შეიძლება ახალი პასიური მექანიზმებით მფრინავი რობოტების კედლებზე, გადამცემ ხაზებსა თუ ჭერზე მიმაგრება.

კვლევის ხელმძღვანელის აზრით, პატარა რობოტებს დიდი ზომის მძიმე რობოტებთან შედარებით ბევრი უპირატესობა აქვთ — ისინი მარტივად გადაადგილდებიან ვიწრო და მოუხერხებელ გარემოში და მათი შექმნა ბევრად ნაკლებ ხარჯებთანაა დაკავშირებული.

ამ აშკარა უპირატესობების მიუხედავად, მწერბოტებს უსაფრთხო და ეფექტიანი გადაადგილებისთვის მთელი რიგი უნარები სჭირდებათ, როგორებიცაა სიარული, ცოცვა, ხტომა, ფრენა და ა.შ. თითოეულ ფუნქციას სპეციალიზებული მექანიზმი ესაჭიროება.

ისიც უნდა აღინიშნოს, რომ პატარა ზომის მოწყობილობაზე რამდენიმე მექანიზმის მორგება და მისი კონტროლი არანაკლებ დიდ გამოწვევას წარმოადგენს. ამიტომ, უფრო მოსახერხებელია ისეთი მწერბოტების შექმნა, რომლებიც საკუთარი თავის რეკონფიგურაციას საჭიროებისამებრ შეძლებენ.

2. ტკაცუნა ხოჭოების ინსპირაციით შექმნილი რობოტები

ილინოისის უნივერსიტეტის მკვლევართა გუნდმა, ტკაცუნა ხოჭოების მოძრაობაზე დაკვირვებით, ფუნქციურად დამოუკიდებელი რობოტები შექმნეს, რომლებსაც გადაბრუნების შემდეგ საკუთარი თავის გასწორება და სწრაფი მანევრირება შეუძლიათ.

მეცნიერებმა პირველ რიგში ტკაცუნა ხოჭოების ე.წ. საკეტის მექანიზმი შეისწავლეს და რობოტისთვის ზამბარიანი სახსრები შექმნეს, რომელიც ამ უკანასკნელ ფეხებზე დაწოლის გარეშე ახტომასა და გამართულად დაშვებაში ეხმარება. აღსანიშნავია, რომ ფეხზე დაყრდნობის ნაცვლად, ტკაცუნა ხოჭოები სხეულის მოხრის და საკეტის მექანიზმის საშუალებით ხტებიან.

იქიდან გამომდინარე, რომ რობოტების როლი ჩვენს ყოველდღიურ ცხოვრებაში მუდმივად იზრდება, საჭიროა, ისინი უფრო ადაპტიურები გახდნენ და ერთმა და იმავე პლატფორმამ სხვადასხვა როლების შეთავსება შეძლოს. მაგალითად, დრონს თუ ავიღებთ, მან ტვირთის გადატანასთან ერთად დაბრკოლებების გადალახვა და რთული მანევრების შესრულებაც უნდა შეძლოს.

მეცნიერები ფიქრობენ, რომ ასეთ ადაპტიურ რობოტებს მრავალმხრივი გამოყენება ექნებათ, დაწყებული გარემოსდაცვითი მონიტორინგიდან და სამხედრო მეთვალყურეობიდან, დასრულებული სამძებრო და სამაშველო სამუშაოებით კატასტროფის ადგილებში. რაც მთავარია, დიდი ზომის რობოტებთან შედარებით, მათი წარმოება ნაკლებ ხარჯებს მოითხოვს.

აქვე უნდა აღინიშნოს, რომ ადაპტიური რობოტების შექმნისთვის გამოწვევას წარმოადგენს რეკონფიგურაციის პროცესის დაჩქარება, რომლის დაძლევაც ახალი ტიპის მასალების გამოყენებით შეიძლება.

3. რობოტული წყლისმზომელა ბაღლინჯოები

წყალზე სიარული, ერთი შეხედვით, შეუძლებელია, თუმცა არსებობენ პატარა ზომის მწერები, წყლისმზომელა ბაღლინჯოები, რომლებიც თავიანთი არსებობის უდიდეს ნაწილს ტბების, ნაკადულებისა და ტბორების ზედაპირზე სრიალში ატარებენ. საინტერესოა ისიც, რომ ამ მწერებს წყლის ზედაპირზე ზუსტად იმავე სიმაღლეზე შეუძლიათ ხტომა, რა სიმაღლეზეც ხმელეთზე. შესაბამისად, ტექნიკა, რომელსაც ისინი ახტომისთვის იყენებენ, მათთვის უნიკალურია, რადგან მწერების დიდი ნაწილი, რომლებსაც წყალზე შეუძლიათ ხტომა, ხმელეთზე ბევრად ეფექტიანად ხტებიან.

წყლის ზედაპირზე თავიანთი ენერგოეფექტიანი და მოქნილი გადაადგილების წყალობით, წყლისმზომელა ბაღლინჯოებმა ბევრი მკვლევრის ყურადღება მიიპყრო და ბევრი რობოტის ინსპირაციადაც იქცა. მათ შორისაა STRIDE II. ეს რობოტი მაღალ სიმაღლეზე ასახტომად ფეხის წრიულ ბალიშებს იყენებს, რომელიც მას სტაბილურობის შენარჩუნებასა და ტვირთის გადატანაში ეხმარება. რობოტი წყლის ზედაპირზე ამ უკანასკნელის დაჭიმულობის ძალის წყალობით ჩერდება. მას ფეხებზე 1 მმ დიამეტრის წრიული დისკები აქვს დამაგრებული, რომლებიც ზე-ჰიდროფობიური მასალითაა დაფარული.

რობო-მწერი სწრაფად და ენერგოეფექტიანად მოძრაობს. მისი გამოყენება შესაძლებელია წყლის ზედაპირის მონიტორინგისთვის, გასუფთავებისა და ანალიზისთვის როგორც ტბებში, ასევე მდინარეებში, ზღვებსა და კაშხლებშიც.

4. Omni-Roach — რობოტული ტარაკანა

ტარაკნებით შთაგონებული რობოტი, რომელიც მერილენდის ჯონს ჰოპკინსის უნივერსიტეტის მეცნიერებმა შექმნეს, რთულ და არაერთგვაროვან რელიეფზე გადაადგილდება. მისი გამოყენება შეიძლება მიწისძვრის ნარჩენებისა და, მეტიც, სხვა პლანეტების ზედაპირის გამოკვლევისთვის.

რობოტს სახელად Omni-Roach მომრგვალებული სხეული და ფრთები აქვს, რომლებიც იშლება და იკეცება. მას აქვს მოხრილი ფეხები და კუდი, რომელიც მარცხნივ და მარჯვნივ, ზემოთ და ქვემოთ მოძრაობს და საყრდენის როლს ასრულებს. რობოტი დაახლოებით 20 სმ სიგრძისა და 10 სმ სიმაღლისაა.

ჩენ ლიმ და მისმა გუნდმა ჰოპკინსის უნივერსიტეტში რობოტი ტყის მსგავს გარემოში გამოცადეს. გარემოში ბალახის მსგავსი ხისტი და ბასრი სხივები იყო, ასევე ჰორიზონტალური ოღროჩოღრო ზედაპირი და ჩამოვარდნილი ყლორტების მსგავსი რაღაცები. რობოტმა დავალებას წარმატებით გაართვა თავი

5. BionicANTs — ბიონიკური ჭიანჭველები

ჭიანჭველები ჩვენი პლანეტის ერთ-ერთ ყველაზე ჭკვიან არსებებს წარმოადგენენ. ისინი აშენებენ კოლონიებს, აყალიბებენ საზოგადოებას და შრომას ინაწილებენ. აქვთ ერთმანეთთან კომუნიკაცია და იმის უნარი, კომპლექსური დაბრკოლებები ერთად გადალახონ. ეს პარალელი ადამიანების საზოგადოებებთან დიდი ხნის განმავლობაში წარმოადგენდა შესწავლის საგანს. ბიონიკური ჭიანჭველების — რობო-ჭიანჭველების შექმნის ინსპირაციადაც სწორედ ეს მწერები იქცნენ.

ჭიანჭველების კოოპერატიული ქცევა მეცნიერებმა ტექნოლოგიების სამყაროში კომპლექსური მაკონტროლებელი ალგორითმის საშუალებით გადმოიტანეს. ჭიანჭველების მსგავსად, ეს რობო-მწერებიც ერთად მუშაობენ, გარკვეული წესების დაცვით. ისინი ამყარებენ კომუნიკაციას და ქმედებებსა და მოძრაობებს ერთმანეთთან კოორდინირებულად ასრულებენ.

ხელოვნური ჭიანჭველები გვიჩვენებენ, როგორ შეუძლია ავტონომიურ ინდივიდუალურ კომპონენტებს ერთად კომპლექსური დავალების შესრულება და ერთი ქსელური სისტემასავით ფუნქციონირება. ეს კოოპერატიული ქცევა საინტერესო მიდგომას გვაწვდის მომავალი ქარხნებისთვის. მომავალი წარმოების სისტემები ჭკვიან კომპონენტებზე იქნება დაფუძნებული, რომლებიც მოქნილად ადაპტირებენ წარმოების სხვადასხვა სცენარზე.

ბონუსი: RoboBees — რობო-ფუტკრები

ჰარვარდის უნივერსიტეტის მკვლევრებისთვის რობო-მწერების ინსპირაციად უჭკვიანესი არსებები — ფუტკრები იქცნენ. მათ შექმნაზე მეცნიერები დაახლოებით 10 წლის განმავლობაში მუშაობდნენ, 2013 წელს კი რობო-ფუტკრებმა სატესტო ფრენები წარმატებით შეასრულეს. მას შემდეგ ეს მოწყობილობები თავის ბიოლოგიურ ნათესავებთან შედარებით ბევრად განვითარდა და დაიხვეწა. რობო-ფუტკრებს ცურვის უნარიც აქვთ და მათ ჰაერიდან წყალში ჩაყვინთვა და ცურვის გაგრძელება შეუძლიათ ფრთების გამოყენებით, რომლებითაც ჰაერში დაფრინავენ.

ეს რობოტი გრამის მეათედზე ნაკლებს იწონის და ქაღალდის სამაგრზე პატარა ზომისაა. მისი გამოყენება, ყვავილების დამტვერვის გარდა, სხვა მთელი რიგი მიზნებისთვის შეიძლება. ასეთებია გარემოს მონიტორინგი, ბიოლოგიური კვლევები საძიებო და სამაშველო ოპერაციები და ა.შ.

რობოტების გამოყენების სფერო საკმაოდ მასშტაბურია და მწერი რობოტები ამ უკანასკნელს კიდევ უფრო აფართოებენ. გარკვეული შეზღუდვების მიუხედავად, დიდი ზომის რობოტებთან შედარებით, რობო-მწერებს არაერთი უპირატესობა აქვთ, შეზღუდვებს კი მეცნიერები უფრო ინოვაციურ და საინტერესო გადაწყვეტებამდე მიჰყავთ. მწერბოტების, გნებავთ რობო-მწერების გამოყენება საძიებო სამუშაოებისა თუ ჰაერისა და წყლის ხარისხის კონტროლის გარდა, კოსმოსის კვლევისა და სხვა პლანეტების ზედაპირის შესწავლისთვისაც შეიძლება, რაც მათ კიდევ უფრო საინტერესოს ხდის და ტექნოლოგიებისა და მეცნიერების ახალ შესაძლებლობებზე გვაფიქრებს.