Барбара Маццолай была включена в 2015 году в число 25 самых влиятельных женщин в области робототехники по версии RoboHub, а в 2012 году она координировала финансируемый ЕС проект «Plantoid», который привел к созданию первого в мире промышленного робота. В исследовательскую группу входят Эдоардо Синибальди и Индрек Муст. Это небольшая, но хорошо укомплектованная команда, основанная на взаимодополняющем опыте: Муст – технолог по материалам со степенью доктора технических наук и технологий, Синибальди – аэрокосмический инженер со степенью доктора прикладной математики, Маццолай – биолог со степенью доктора философии в области микросистемной инженерии.
Исследователи черпали вдохновение из растений и их движения.
Действительно, будучи не в состоянии убежать (в отличие от животных), растения связывают свое движение с ростом, и при этом они постоянно адаптируют свою морфологию к внешней среде. Даже органы растений, подвергающиеся воздействию воздуха, способны выполнять сложные движения, такие как, например, закрытие листьев у плотоядных растений или рост усиков у вьющихся растений, которые могут обвиваться вокруг внешних опор (и раскручиваться, если опоры не подходят), чтобы способствовать росту самого растения.
Исследователи изучили естественные механизмы, с помощью которых растения используют водный транспорт внутри своих клеток, тканей и органов для движения, а затем воспроизвели его в искусственном усике.
Гидравлический принцип называется «осмосом» и основан на присутствии мелких частиц в цитозоле, внутриклеточной растительной жидкости.
Начав с простой математической модели, исследователи сначала поняли, насколько большим должен быть мягкий робот, управляемый вышеупомянутым гидравлическим принципом, чтобы избежать слишком медленных движений.
Затем, придав роботу форму небольшого усика, они достигли способности выполнять обратимые движения, как это делают настоящие растения.
Мягкий робот изготовлен из гибкой ПЭТ-трубки, содержащей жидкость с электрически заряженными частицами (ионами).
Используя 1.3-вольтовая батарея: эти частицы притягиваются и фиксируются на поверхности гибких электродов в нижней части усика; их движение вызывает движение жидкости, откуда один из роботов. Чтобы вернуться, достаточно отсоединить электрические провода от аккумулятора и соединить их.
Впервые продемонстрирована возможность использования осмоса для активации обратимых движений. Более того, тот факт, что удалось добиться успеха за счет использования общей батареи и гибких тканей, предполагает возможность создания мягких роботов, легко адаптируемых к окружающей среде, таким образом, с потенциалом для улучшенного и безопасного взаимодействия с объектами или живыми существами.
Возможные применения будут варьироваться от носимых технологий до разработки гибких роботизированных манипуляторов для исследований. Задача имитации способности растений двигаться в изменяющейся и неструктурированной среде только началась.
В этом контексте Маццолай и ее исследовательская группа участвуют в качестве координатора в новом проекте под названием «GrowBot», который финансируется Европейской комиссией в рамках проактивной программы FET, и он предусматривает разработку робота, который сможет управлять своим рост и адаптация к окружающей среде с возможностью распознавать поверхности, к которым он прикрепляется, или опоры, к которым он прикрепляется. Как настоящие вьющиеся растения.
Видео: https: // www.YouTube.com / watch?v = iLfpeWYc7zk