Κινεζικό «Mini-Transformer» - Το μικρότερο αυτόνομο ρομπότ πετάει, περπατά και αλλάζει μορφή

Η φωτογραφία, τραβηγμένη στις 2 Ιανουαρίου 2025, παρουσιάζει αυτόνομα μικρορομπότ εδάφους-αέρος που αναπτύχθηκαν από ερευνητική ομάδα του Πανεπιστημίου Tsinghua, στο Πεκίνο, πρωτεύουσα της Κίνας. (Φωτογραφία / Xinhua Μέσω του Πανεπιστημίου Tsinghua)

Η ικανότητα των ρομπότ να περπατούν, να τρέχουν, να πηδούν, να πετούν, να σκαρφαλώνουν και να «κλειδώνουν» σε αυθαίρετα σχήματα σε πραγματικό χρόνο είναι κρίσιμη για την επέκταση των εφαρμογών τους σε ποικίλα περιβάλλοντα.

Μια ερευνητική ομάδα από το Πανεπιστήμιο Tsinghua στο Πεκίνο ανέπτυξε έναν λεπτό, φιλμικού τύπου μικρο-ενεργοποιητή (actuator), ο οποίος επιτρέπει στα μικρορομπότ να μεταμορφώνουν συνεχώς το σχήμα τους και να «κλειδώνουν» σε συγκεκριμένες διαμορφώσεις. Αυτή η δυνατότητα θυμίζει τις μεταμορφώσεις των ρομπότ της γνωστής κινηματογραφικής σειράς Transformers, ενισχύοντας σημαντικά την προσαρμοστικότητά τους στο περιβάλλον. Το επίτευγμα αυτό δημοσιεύθηκε στο έγκριτο διεθνές επιστημονικό περιοδικό Nature Machine Intelligence.

«Συνδυάζοντας αυτόν τον ενεργοποιητή με μια σχεδιαστική στρατηγική εμπνευσμένη από τα τουβλάκια Lego, δημιουργήσαμε το μικρότερο και ελαφρύτερο αυτόνομο επίγειο-εναέριο μικρορομπότ που έχει καταγραφεί στη σχετική επιστημονική βιβλιογραφία, με μήκος μόλις 9 εκατοστά και βάρος 25 γραμμάρια», ανέφερε ο καθηγητής Zhang Yihui από τη Σχολή Αεροδιαστημικής Μηχανικής του Πανεπιστημίου Tsinghua και το Κρατικό Εργαστήριο Τεχνολογίας Ευέλικτων Ηλεκτρονικών.

Οι ενεργοποιητές –η «καρδιά» των μικρορομπότ– είναι διατάξεις που επιτρέπουν τον έλεγχο της μορφής και της κίνησής τους. «Η ανάπτυξη αυτόνομων, υπερ-συμπαγών μικρορομπότ με πολύπλοκες δυνατότητες αλλαγής σχήματος είναι εξαιρετικά απαιτητική», εξήγησε ο Zhang. Οι υπάρχοντες ενεργοποιητές με μέγεθος κάτω από πέντε εκατοστά αντιμετωπίζουν σημαντικά εμπόδια στην επίτευξη συνεχούς μεταβολής σχήματος και σταθεροποίησης του νέου σχήματος, περιορίζοντας έτσι τη δυνατότητα μινιατούρας και ασύρματης λειτουργίας σε πολυμορφικά ρομπότ.

Η ομάδα του Zhang, μέσα από καινοτόμο σχεδιασμό που συνδυάζει υλικά και δομές, ανέπτυξε έναν μικροσκοπικό ενεργοποιητή μεγέθους λίγων χιλιοστών. Αυτός λειτουργεί ως «μορφοποιήσιμος εξωσκελετός» και μπορεί να ενσωματώσει λειτουργικά εξαρτήματα, όπως αισθητήρες και κινητήρες, δημιουργώντας έτσι σύνθετα ρομποτικά συστήματα.

Αξιοσημείωτο είναι ότι ο ενεργοποιητής αυτός μπορεί να ελέγχεται ηλεκτρικά, μεταβαίνοντας συνεχώς σε οποιοδήποτε επιθυμητό σχήμα και «κλειδώνοντας» σε αυτό — κάτι που δεν ήταν εφικτό με προηγούμενης γενιάς μικρού μεγέθους ενεργοποιητές.

«Χρησιμοποιώντας τη σχεδίαση τύπου Lego, κατασκευάσαμε ένα αυτόνομο επίγειο-εναέριο μικρορομπότ, ικανό για ευέλικτη εναέρια πτήση και κίνηση στο έδαφος, με ταχύτητα έως και 1,6 μέτρα το δευτερόλεπτο», σημείωσε ο Zhang.

Επιπλέον, η ομάδα ανέπτυξε έναν μικρό «μεταμορφωτή» ενεργοποιητή ύψους 4,5 εκατοστών και βάρους 0,8 γραμμαρίων, που αποτελείται από περισσότερες από δέκα μονάδες ενεργοποιητών. Παράλληλα κατασκεύασαν ένα πολυλειτουργικό ρομπότ με ρόδες, το οποίο μπορεί να μεταμορφώνεται σε «σπορ αυτοκίνητο», «ιπτάμενο όχημα» και «βαν».

Εμπνευσμένοι από ακρίδες και άλλα έντομα, οι ερευνητές ενσωμάτωσαν μορφολογικά και κινητικά χαρακτηριστικά του ζωικού βασιλείου στις ρομποτικές κατασκευές τους.

Η έρευνα αυτή ανοίγει νέους δρόμους για την εξέλιξη των μικρορομπότ. «Μελλοντικές εφαρμογές περιλαμβάνουν τη διάγνωση εξοπλισμού, γεωλογικές έρευνες και επιχειρήσεις σε επικίνδυνα περιβάλλοντα», δήλωσε ο Zhang. «Ο ενεργοποιητής μπορεί επίσης να χρησιμοποιηθεί σε βιοηλεκτρονικές διατάξεις, επιτρέποντας την ανάπτυξη αναδιπλούμενων εμφυτεύσιμων ιατρικών συσκευών και διεπαφών αφής για εφαρμογές εικονικής και επαυξημένης πραγματικότητας (VR/AR)».