Miniroboty poruszające się jak owady wesprą żołnierzy i policjantów
Izraelski rząd chce ogłosić mobilizację. Nie będzie to jednak mobilizacja żołnierzy, lecz bionicznych szerszeni. Latające miniroboty o rozmiarach insekta będą patrolować zaułki najbardziej narażonych na terrorystyczne zamachy miast. Do akcji ma być wysłany rój stalowych owadów wyposażonych w kamery, a być może także w zdalnie sterowaną broń.
Urządzenia zbudowane i poruszające się podobnie jak owady, skorupiaki i kręgowce to przyszłość wojska i policji. Na Uniwersytecie Kalifornijskim trwają prace nad skonstruowaniem mikromuchy przeznaczonej do działań podobnych do zadań izraelskiego szerszenia. DARPA, agencja Departamentu Obrony USA wdrażająca zaawansowane technologie, testuje "wielkiego psa". Najlepszy przyjaciel żołnierza odciąży go na polu walki, przejmując kilkadziesiąt kilogramów standardowego wyposażenia piechura. Pentagon planuje rzucić na głębokie wody robohomara, który ma odnajdywać na dnie morza miny i utracony sprzęt.
Pająki jak żywe
Zainteresowanie wykorzystaniem minirobotów wykracza daleko poza zadania militarne. Na uniwersytecie stanu Michigan powstał sztuczny wąż, który ma ułatwiać poszukiwanie ofiar katastrof. Potrafi się przeciskać przez niedostępne dla ratowników zwały gruzu, bez oporu pełza po schodach, które grożą zawaleniem. Zespół specjalistów z Belgii, Francji i Szwajcarii "podrobił" karalucha. Cyberinsekt (pod względem wyglądu i zapachu kopia owada) potrafi przeniknąć do lęgowiska karaluchów. Jest zaprogramowany tak, by przejąć nad nimi kontrolę i wyprowadzić je w dobrze oświetlone miejsca. Reszta należy do człowieka. Ten proces jest możliwy dzięki wykorzystaniu "inteligencji zbiorowej" owadów - sprawne działanie jednego osobnika naśladuje cała gromada.
Są już prototypy sztucznych pająków spacerujących po wodzie, jaszczurek wspinających się po ścianach oraz krabów, które NASA zamierza wysłać na Marsa. Większość tych urządzeń nie przypomina pierwowzorów tak dokładnie, jak wspomniany karaluch. Wynalazcy często poprzestają na precyzyjnym odwzorowaniu sposobu poruszania się zwierzęcia, wykorzystując jedynie jego ogólne zarysy anatomiczne.
Bionika (lub biomimetyka), dziedzina nauki zajmująca się technologiczną rekonstrukcją procesów obserwowanych w przyrodzie, służy nie tylko produkcji robotów. Klasycznym przykładem wykorzystania bioniki jest kształt samolotu. Leonardo da Vinci, pomysłodawca machiny latającej, podglądał ptaki. Podobnych inspiracji nie kryli bracia Wrightowie. Dzisiejsi konstruktorzy zapożyczają od fruwających stworzeń nie tylko patent na skrzydła czy ogon. Amerykańscy piloci zwiadowcy skarżą się, że muszą przerywać akcje, by uzupełnić paliwo. Misja zostaje wznowiona, ale nie zawsze przynosi oczekiwane rezultaty, zwłaszcza jeśli sytuacja na obserwowanym terenie się zmieniła. Ten problem rozwiązali badacze z Cornell University. Wymyślili samolot, który będzie lądował jak przysiadający na ziemi ptak. Pilot będzie mógł "posadzić" maszynę w dowolnym miejscu, na przykład na skale lub dachu wieżowca, wyłączyć silniki i bez zużywania paliwa zlustrować okolicę.
Replika oka
Naśladowanie natury przez naukowców jest coraz bardziej wyrafinowane. Pewien gatunek chrząszcza ma zdolności, o których nie śniło się strażakom. Samice składają jaja w konarach wypalonych drzew, więc ewolucja wyposażyła je w czujniki umożliwiające zlokalizowanie ognia z odległości nawet 50 km. Skonstruowanie urządzenia działającego w podobny sposób pozwoliłoby zapobiec gigantycznym pożarom lasów i gasić je w zalążku. Nad innym czujnikiem pracują badacze z Uniwersytetu Kalifornijskiego. Jeden z ich najnowszych pomysłów to szczegółowa replika oka pszczoły. Na powierzchni wielkości łebka od szpilki upakowali 8,5 tys. sześciokątnych soczewek. Każda z nich jest osadzona pod nieco innym kątem, a całość przypomina wybrzuszony plaster miodu. Zbudowana dzięki tej metodzie minikamera ma ogromne pole widzenia. Twórcy przewidują, że w przyszłości wynalazek będzie można wykorzystać do przywracania wzroku niewidomym. Na razie sztuczne oko umożliwi produkcję niezwykle precyzyjnych sensorów ruchu przydatnych m.in. w armii.
Instrumenty poszerzające pole widzenia interesują też badaczy kosmosu. Brytyjczyków z University of Leicester zainspirowały możliwości, którymi dysponują w tej dziedzinie homary. Kąt widzenia zaprojektowanego przez naukowców teleskopu wyniesie aż 180 stopni. Urządzenie, zwane po prostu homarem, będzie się składać z dużej liczby wąskich kanalików, które mają skupiać światło gwiazd dobiegające jednocześnie z różnych rejonów nieba.
Kamuflaż w żelu
Komórki barwnikowe rozmieszczone pod skórą mątw (głowonogów dobrze znanych fanom filmu "Matrix") tworzą lustrzane odbicie koloru dominującego w otoczeniu. Wystarczy wpłynąć między wodorosty, by w jednej chwili stać się niewidzialnym dla polującego w pobliżu drapieżnika. Na tej podstawie badacze z Ośrodka Biomimetyki i Technologii Naturalnej w Anglii opracowali żel, którym będzie można smarować sprzęt wojskowy wymagający kamuflażu. Wytrzymalsza od stali pajęcza sieć, niemal dokładnie odwzorowana przez kanadyjską firmę Nexia, posłuży do produkcji nowoczesnych kamizelek kuloodpornych. W Harare w Zimbabwe inspiracji do projektu systemu klimatyzacji niektórych budynków dostarczyły termity - identyczną funkcję pełnią bowiem pionowe kanały w ich kopcach.
Także sekrety roślin bywają wykorzystywane do opracowywania nowych technologii. Gdy w 1948 r. szwajcarski inżynier George de Mestral podczas spaceru z psem wyczesywał z jego sierści rzepy, przyjrzał się ich budowie. Na podstawie tych obserwacji powstał nowy rodzaj zapięcia, składający się z dwóch taśm pokrytych drobnymi haczykami i pętelkami, potocznie zwany tak jak jego pierwowzór. Podobnym sukcesem mogą się pochwalić badacze z Ośrodka Biomimetyki i Technologii Naturalnej. W ostatnich latach wykorzystali "zachowanie" sosnowej szyszki reagującej na wzrost temperatury otoczenia rozchylaniem łusek, a na spadek - ich zamykaniem. Z wyprodukowanej przez naukowców tkaniny można uszyć kurtki, które izolują od zimna w stopniu zależnym od panującej temperatury. Wkrótce inspirowana szyszkami odzież pojawi się w sklepach.
Urządzenia zbudowane i poruszające się podobnie jak owady, skorupiaki i kręgowce to przyszłość wojska i policji. Na Uniwersytecie Kalifornijskim trwają prace nad skonstruowaniem mikromuchy przeznaczonej do działań podobnych do zadań izraelskiego szerszenia. DARPA, agencja Departamentu Obrony USA wdrażająca zaawansowane technologie, testuje "wielkiego psa". Najlepszy przyjaciel żołnierza odciąży go na polu walki, przejmując kilkadziesiąt kilogramów standardowego wyposażenia piechura. Pentagon planuje rzucić na głębokie wody robohomara, który ma odnajdywać na dnie morza miny i utracony sprzęt.
Pająki jak żywe
Zainteresowanie wykorzystaniem minirobotów wykracza daleko poza zadania militarne. Na uniwersytecie stanu Michigan powstał sztuczny wąż, który ma ułatwiać poszukiwanie ofiar katastrof. Potrafi się przeciskać przez niedostępne dla ratowników zwały gruzu, bez oporu pełza po schodach, które grożą zawaleniem. Zespół specjalistów z Belgii, Francji i Szwajcarii "podrobił" karalucha. Cyberinsekt (pod względem wyglądu i zapachu kopia owada) potrafi przeniknąć do lęgowiska karaluchów. Jest zaprogramowany tak, by przejąć nad nimi kontrolę i wyprowadzić je w dobrze oświetlone miejsca. Reszta należy do człowieka. Ten proces jest możliwy dzięki wykorzystaniu "inteligencji zbiorowej" owadów - sprawne działanie jednego osobnika naśladuje cała gromada.
Są już prototypy sztucznych pająków spacerujących po wodzie, jaszczurek wspinających się po ścianach oraz krabów, które NASA zamierza wysłać na Marsa. Większość tych urządzeń nie przypomina pierwowzorów tak dokładnie, jak wspomniany karaluch. Wynalazcy często poprzestają na precyzyjnym odwzorowaniu sposobu poruszania się zwierzęcia, wykorzystując jedynie jego ogólne zarysy anatomiczne.
Bionika (lub biomimetyka), dziedzina nauki zajmująca się technologiczną rekonstrukcją procesów obserwowanych w przyrodzie, służy nie tylko produkcji robotów. Klasycznym przykładem wykorzystania bioniki jest kształt samolotu. Leonardo da Vinci, pomysłodawca machiny latającej, podglądał ptaki. Podobnych inspiracji nie kryli bracia Wrightowie. Dzisiejsi konstruktorzy zapożyczają od fruwających stworzeń nie tylko patent na skrzydła czy ogon. Amerykańscy piloci zwiadowcy skarżą się, że muszą przerywać akcje, by uzupełnić paliwo. Misja zostaje wznowiona, ale nie zawsze przynosi oczekiwane rezultaty, zwłaszcza jeśli sytuacja na obserwowanym terenie się zmieniła. Ten problem rozwiązali badacze z Cornell University. Wymyślili samolot, który będzie lądował jak przysiadający na ziemi ptak. Pilot będzie mógł "posadzić" maszynę w dowolnym miejscu, na przykład na skale lub dachu wieżowca, wyłączyć silniki i bez zużywania paliwa zlustrować okolicę.
Replika oka
Naśladowanie natury przez naukowców jest coraz bardziej wyrafinowane. Pewien gatunek chrząszcza ma zdolności, o których nie śniło się strażakom. Samice składają jaja w konarach wypalonych drzew, więc ewolucja wyposażyła je w czujniki umożliwiające zlokalizowanie ognia z odległości nawet 50 km. Skonstruowanie urządzenia działającego w podobny sposób pozwoliłoby zapobiec gigantycznym pożarom lasów i gasić je w zalążku. Nad innym czujnikiem pracują badacze z Uniwersytetu Kalifornijskiego. Jeden z ich najnowszych pomysłów to szczegółowa replika oka pszczoły. Na powierzchni wielkości łebka od szpilki upakowali 8,5 tys. sześciokątnych soczewek. Każda z nich jest osadzona pod nieco innym kątem, a całość przypomina wybrzuszony plaster miodu. Zbudowana dzięki tej metodzie minikamera ma ogromne pole widzenia. Twórcy przewidują, że w przyszłości wynalazek będzie można wykorzystać do przywracania wzroku niewidomym. Na razie sztuczne oko umożliwi produkcję niezwykle precyzyjnych sensorów ruchu przydatnych m.in. w armii.
Instrumenty poszerzające pole widzenia interesują też badaczy kosmosu. Brytyjczyków z University of Leicester zainspirowały możliwości, którymi dysponują w tej dziedzinie homary. Kąt widzenia zaprojektowanego przez naukowców teleskopu wyniesie aż 180 stopni. Urządzenie, zwane po prostu homarem, będzie się składać z dużej liczby wąskich kanalików, które mają skupiać światło gwiazd dobiegające jednocześnie z różnych rejonów nieba.
Kamuflaż w żelu
Komórki barwnikowe rozmieszczone pod skórą mątw (głowonogów dobrze znanych fanom filmu "Matrix") tworzą lustrzane odbicie koloru dominującego w otoczeniu. Wystarczy wpłynąć między wodorosty, by w jednej chwili stać się niewidzialnym dla polującego w pobliżu drapieżnika. Na tej podstawie badacze z Ośrodka Biomimetyki i Technologii Naturalnej w Anglii opracowali żel, którym będzie można smarować sprzęt wojskowy wymagający kamuflażu. Wytrzymalsza od stali pajęcza sieć, niemal dokładnie odwzorowana przez kanadyjską firmę Nexia, posłuży do produkcji nowoczesnych kamizelek kuloodpornych. W Harare w Zimbabwe inspiracji do projektu systemu klimatyzacji niektórych budynków dostarczyły termity - identyczną funkcję pełnią bowiem pionowe kanały w ich kopcach.
Także sekrety roślin bywają wykorzystywane do opracowywania nowych technologii. Gdy w 1948 r. szwajcarski inżynier George de Mestral podczas spaceru z psem wyczesywał z jego sierści rzepy, przyjrzał się ich budowie. Na podstawie tych obserwacji powstał nowy rodzaj zapięcia, składający się z dwóch taśm pokrytych drobnymi haczykami i pętelkami, potocznie zwany tak jak jego pierwowzór. Podobnym sukcesem mogą się pochwalić badacze z Ośrodka Biomimetyki i Technologii Naturalnej. W ostatnich latach wykorzystali "zachowanie" sosnowej szyszki reagującej na wzrost temperatury otoczenia rozchylaniem łusek, a na spadek - ich zamykaniem. Z wyprodukowanej przez naukowców tkaniny można uszyć kurtki, które izolują od zimna w stopniu zależnym od panującej temperatury. Wkrótce inspirowana szyszkami odzież pojawi się w sklepach.
Więcej możesz przeczytać w 1/2007 wydaniu tygodnika Wprost .
Archiwalne wydania tygodnika Wprost dostępne są w specjalnej ofercie WPROST PREMIUM oraz we wszystkich e-kioskach i w aplikacjach mobilnych App Store i Google Play.
