WYZNACZANIE TRENDÓW W NAUCE: Czy trąba słonia może stać się inspiracją do budowy robotów przyszłości?

Trąba to narząd, który sam w sobie jest cudem biologii i ewolucji. Jest silny, ale i elastyczny dzięki niemal czterdziestu tysiącom włókien mięśniowych, które umożliwiają zwierzęciu wykonywanie wielu czynności – od całkiem prostych, takich jak oddychanie, aż po bardziej złożone, jak na przykład socjalizacja w stadzie. Dla porównania, człowiek ma łącznie nieco ponad 600 mięśni.

Europejscy naukowcy mają nadzieję, że badania nad ruchem tego dynamicznego narządu przyczynią się do postępów w robotyce – dziedzinie łączącej zagadnienia z zakresu nauki, inżynierii i technologii. Dzięki wykorzystaniu metod opracowanych na potrzeby przemysłu filmowego, co może być pewną niespodzianką, badacze przeanalizowali trąby słoni. We wnioskach do badania opublikowanego w czasopiśmie „Current Biology” przekonują, że trąba może posłużyć jako model dla rozwiązań z dziedziny robotyki.„Klasyczne roboty doskonale radzą sobie z wykonywaniem konkretnych zadań, do których zostały zaprojektowane. Gdyby jednak taki robot miał wykonać to samo zadanie, ale w nieco inny sposób, to taka próba zakończyłaby się porażką”, powiedział współautor badania Michel Milinkovitch, profesor Wydziału Genetyki i Ewolucji Uniwersytetu w Genewie w rozmowie z CNN. „Przyglądając się organizmom żywym nie sposób nie zauważyć, jak bardzo są one wszechstronne”.

Zespół badaczy umieścił na całej długości trąb dwóch słoni afrykańskich znaczniki odblaskowe, a następnie ustawili kamery na podczerwień, aby zarejestrować ruchy narządu we wszystkich płaszczyznach. Wyniki pokazały, że słonie wykonują około 20 ruchów, aby poruszyć swoimi trąbami. „Słonie dysponują całym zestawem prostych ruchów, które potrafią ze sobą łączyć, uzyskując złożone trajektorie”, wyjaśnił Milinkovitch. „Potrafią dostosowywać ruchy trąby odpowiednio do przedmiotu, który mają chwycić”.

Wiedza zdobyta dzięki niezwykle precyzyjnym nagraniom ruchów trąb pomoże naukowcom w projektowaniu równie wszechstronnych ruchów u robotów. Przewidują oni, że prototyp wszechstronnego ramienia robotycznego przeznaczonego do chwytania w różnych warunkach będzie gotowy już w 2022 roku. „To jest nowy paradygmat w dziedzinie robotyki”, dodał w rozmowie z CNN Milinkovitch. „Zamiast stosować metalowe segmenty i łączyć je ze sobą za pomocą przegubów chcemy opracować obiekty ruchome, ale wykonane z elastycznych materiałów”.

Liczba możliwych zastosowań wydaje się nieskończona, choć główne zamierzenie jest takie, aby nowe roboty pracowały w przemyśle wytwórczym i spożywczym, na liniach produkcyjnych w fabrykach, a także wspierały osoby starsze i z niepełnosprawnościami.Badacze mają na uwadze jeszcze jeden cel związany z tymi największymi zwierzętami lądowymi, wykraczający poza projektowanie nowej generacji wszechstronnych manipulatorów robotycznych. „Mamy nadzieję, że uda nam się zwiększyć świadomość konieczności ochrony tych wyjątkowych zwierząt”, powiedziała Lucia Beccai, starsza badaczka z włoskiego Istituto Italiano di Tecnologia, ośrodka badań naukowych koordynującego finansowany ze środków UE projekt PROBOSCIS, w ramach którego powstaje ta technologiczna innowacja. „Świat przyrody nie istnieje wyłącznie po to, by dawać nam przyjemność i poprawiać nam samopoczucie – możemy się dzięki niemu wiele nauczyć, zwłaszcza na temat podstaw inżynierii”.

„Czuję podziw, kiedy patrzę na te niezwykłe stworzenia”, powiedział na koniec Milinkovitch odnosząc się do dwóch podgatunków słonia afrykańskiego – sawannowego i leśnego – zagrożonych wyginięciem.