Slangerobot vil kunne redde liv
Forskere på Syddansk Universitet arbejder på en slangerobot, der kan bevæge sig på ujævnt terræn og krybe igennem bittesmå passager. Robotten vil i fremtiden blandt andet kunne bruges til redningsaktioner efter jordskælv.
Redningsarbejde efter jordskælv er en kompliceret opgave. Én ting er at få eventuelle overlevende ud af murbrokkerne i god behold. Endnu sværere er det i det hele taget at finde ud af, hvor de ligger henne.
Det er den opgave, en slangerobot udstyret med sensorer og kameraer blandt meget andet vil kunne hjælpe med at løse. Og sådan én er forskere på Det Tekniske Fakultet på Syddansk Universitet i gang med at udvikle.
Senest har de publiceret en artikel om projektet i tidsskriftet Device.
- Vi har lavet en robot, der kan bevæge sig rektilineært – det vil sige i en lige linje – ligesom man ser det hos slanger, siger ph.d.-studerende Burcu Seyidoğlu.
- I fremtiden vil robotten kunne anvendes inden for f.eks. search and rescue, inspektionsopgaver og udforskning i rummet. Ikke mindst i situationer, hvor der er behov for at komme igennem trange passager.
Skubber sig frem
Burcu Seyidoğlu er en del af SDU Biorobotics, som arbejder med dyreinspirede robotter, og har brugt de sidste tre år sammen med sin vejleder, professor Ahmad Rafsanjani, på at nærstuderede slangers bevægelser og finde ud af, hvordan man kan efterligne dem i en robot.
- Mange forbinder nok slanger med en s-formet bevægelse, men slanger kan bevæge sig på mange forskellige måder. Man plejer at sige, at de overordnet set har fire måder at bevæge sig på. Den rektilineære bevægelse bruger de typisk, når de skal igennem små åbninger, forklarer forskeren.
Ligesom virkelighedens slanger har skæl på undersiden, som kan bruges til at skubbe kroppen fremad, har slangerobotten det også.
Det er en blød robot, som er en ny type af robotter, der, som navnet antyder, bliver lavet af bløde materialer. Slangerobotten er lavet af et særligt syntetiske tekstil, som bliver laserskåret i bestemte mønstre, foldet efter japanske origamiprincipper og varmepresset, så det får form som en slags harmonika.
Burcu Seyidoğlu, der er uddannet maskiningeniør, har derfor skullet øve sig en hel del i at klippe og klistre, fortæller hun.
- Jeg har set virkelig mange YouTube-videoer om origami!
I stedet for en motor har robotten en række luftlommer på indersiden, som pustes op med en elektrisk pumpe og får slangen til at bevæge sig. I den nuværende prototype er pumpen uden for slangen, men forskerne arbejder på en ny version, hvor al hardware sidder inde i slangens krop.
Robotten er desuden bygget op af mindre moduler, så man nemt kan gøre slangen længere eller kortere.
Fordele ved blødhed
Der er mange fordele ved at lave slangerobotten af bløde materialer som tekstil fremfor f.eks. plastic eller metal, siger Burcu Seyidoğlu.
- Materialerne i vores robot er lette, og så er de meget billigere end de hårde materialer, siger hun.
- Der er andre, som udvikler slangerobotter, men de koster som regel rigtig mange penge at bygge. Og så bliver de svære at sende ud på missioner, hvor man ikke ved, om man får dem tilbage igen.
Det er også en fordel, at materialerne i sig selv er fleksible og kan give sig, når robotten skal krybe igennem terrænet, siger forskeren.
Man kunne måske tro, at en stofrobot er skrøbelig og vil have svært ved at klare f.eks. fugt, vand, høj varme eller ild, men ifølge Burcu Seyidoğlu er alle materialer lavet specifikt til udendørsbrug og et krævende miljø. Det syntetiske tekstil, de bruger, er vævet af verdens stærkeste fiber og bliver blandt andet brugt til skudsikre veste og som erstatning for stålwirer på skibe.
- Og så har vi designet luftlommerne i robotten til at være en anelse luftgennemtrængelige, så luften ikke bliver fanget derinde og kan forårsage delaminering, siger hun.
Stadig grundforskning
Forskeren understreger dog, at slangerobotten fortsat er på et grundforskningsniveau.
Den bevæger sig langsomt fremad, og indtil videre kan den ikke skifte retning.
Præcis hvor mange år, der vil gå, før der er en færdig robot klar til markedet, vil Burcu Seyidoğlu helst ikke spå om. Men det ligger et godt stykke ude i fremtiden, siger hun.
- De næste skridt bliver at udstyre robotten med sensorer og øge dens autonomi. Hvis den skal anvendes i den virkelige verden, skal vi også udvikle en ledningsfri version med en systemintegrering, der dækker både bevægelse, sensorer, kontrol og strømforsyning. Og at have det niveau af systemintegration, samtidig med at robotten skal være fleksibel, det er en stor udfordring.
Hele feltet omkring bløde dyreinspirerede robotter er da også stadigvæk nyt. Lige nu arbejder forskere over hele verden på i det hele taget at forstå dyrenes bevægelser og på at komme med bud på, hvordan man kan efterligne dem i robotter.
Med den modulære slangerobot af origamifoldet tekstil har forskerne på SDU taget de første skridt – eller skulle vi sige de første skub? – og fremvist én mulig løsning på den rektilineære bevægelse hos slanger.
Projektet er støttet af Villum Fonden gennem en Villum Young Investigator-bevilling.