Da li terminator T-1000 postaje stvarnost? Naučnici osmislili kolektiv robota koji menjaju oblik i čvrstinu

Pojava gotovo neuništivog terminatora T-1000 na velikom platnu 1991. oduševila je, ali i zastrašila mnoge. Međutim, uprkos uverljivoj glumi Roberta Patrika u filmu „Terminator 2: Sudnji dan“, sama ideja mašine koja menja oblik i agregatno stanje delovala samo kao naučna fantastika i nešto što će možda, ali samo možda postojati tek u nekoj dalekoj budućnosti. Ipak, istraživači sa Univerziteta Kalifornije u Santa Barbari (UCSB) i Tehničkog univerziteta u Drezdenu (TUD) uspeli su to da promene i da naprave veliki korak napred ka proizvodnji mašina promenjivog oblika. Oni su novim izumom zamutili granicu između robotike i materijala, a dokazali su koncept kolektiva robota koji može da menja i oblik i čvrstinu, a inspiraciju za to su našli u biologiji – u formiranju embriona.

- Našli smo način da se roboti ponašaju više kao materijali - rekao je Metju Devlin, nekadašnji doktorand na UCSB i glavni autor studije objavljene u žurnalu Science.

Sastavljeni od pojedinačnih autonomnih robota u obliku diska i nalik na hokejaški pak, članovi robotskog kolektiva programirani su da se spajaju u različite oblike i sa različitim svojstvima, saopštio je Univerzitet Kalifornije u Santa Barbari.

Istraživače je posebno zanimao izazov stvaranja robotskog materijala koji bi mogao istovremeno da bude i čvrst i jak, ali da bi mogao da se menja kada je drugi oblik potreban. Umesto da reaguje na spoljašnje sile za održavanje forme, robotski materijali bi trebalo da reaguje na unutrašnje signale, dodao je Itan Houks, profesor UCSB, i da tako može da promeni oblik i održava ga.

Za inspiraciju, istraživači su koristili raniji rad Otgera Kampasa, bivšeg profesora Univerziteta Kalifornije u Santa Barbari i sadašnjeg direktora Klastera izvrsnosti fizike života na Tehničkom univerzitetu u Dresdenu, o tome kako embrioni dobijaju oblik.

- Tkivo embriona je u suštini pametni materijal. Ono ima sposobnost da samo sebe oblikuje, leči, pa čak i kontroliše sopstvenu snagu. Da bi oblikovale sebe, ćelije u embrionu mogu da nateraju tkivo da se menja iz tečnog u čvrsto stanje, što je fenomen poznat kao tranzicija rigidnosti u fizici – dodao je Kampas.

Tokom razvoja embriona ćelije imaju neverovatnu sposobnost da same preuređuju sebe, pretvarajući organizam iz bezoblične mase ćelija u kolekciju jasnih oblika — kao što su ruke i noge — i različitih konzistencija, kao što su kosti i mozak. Istraživači su se koncentrisali na omogućavanje tri biološka procesa iza ovih prelaza rigidnosti: aktivne sile koje ćelije u razvoju primenjuju jedna na drugu i koje im omogućuju da se kreću jedna oko druge, biohemijsko signaliziranje koje omogućuje ovim ćelijama da koordinišu pokrete, kao i sposobnost da se zalepe jedna za drugu, što na kraju i daje čvrstinu konačnom obliku.

U svetu robota, međućelijske sile prevode se na tangencijalne sile između jedinica, koje omogućuje osam motorizovanih zupčanika u spoljnom delu svakog robota. Na taj način se kreću jedan oko drugog i guraju se čak i u tesnom prostoru.

Biohemijsko signaliziranje, s druge strane, nalikuje globalnom koordinatnom sistemu.

- Svaka ćelija zna gde joj je rep, a gde glava, pa tako zna u kom pravcu da stisne i primeni silu – objasnio je Houks.

Na ovaj način, kolektiv ćelija uspeva da promeni oblik tkiva, kao što se ćelije poređaju jedna do druge i produže telo. Istraživači su ustanovili da fluktuacije - varijacije u signalima poslatim robotima – imaju ključnu ulogu u njihovoj sposobnosti da se oblikuju.

- Ranije smo pokazali da u embrionima fluktuacije sila koje ćelije generišu imaju ključnu ulogu u pretvaranju čvrstog tkiva u tečno. Zato smo kodirali fluktuacije sila u robotima – rekao je Kampas.

U kolektivu robota interakcija između fluktuacija signala i sila među jedinicama stvara razliku između sabijenog, nepokretnog kolektiva i fluidnog.

Istraživači su uspeli da kontrolišu grupu robota i da ih nateraju da se ponašaju kao pametni materijal. Za sada je koncept dokazan malim brojem robota, njih 20, i to relativno velikih. Ipak, ideja je da će smanjivanje jedinica dovesti do još boljeg rezultata.

(Telegraf Nauka/The Current)