17.08.2013

Растения-роботы пытаются расти, как их реальные собратья

Для того, чтобы сделать роботов максимально независимыми от окружающей среды, способными приспосабливаться к любым условиям, ученые обратились к тому, у чего это получается лучше всех в живой природе - к растениям. Барбара Мэззолай (Barbara Mazzolai) и ее коллеги из Итальянского технологического института в Генуе создали робототехническую систему, которая подражает корням растений. За счет использования множества различных датчиков поведение этой системы, как и поведение корней реальных растений, будет зависеть от многих параметров окружающей среды: от силы тяжести, наличия воды, температуры, кислотности грунта, давления и присутствия в почве некоторых химических соединений, таких как нитраты и фосфаты.

Оказывается, что моделирование роста корней растений является весьма непростым делом из-за того, что этот процесс сложен сам по себе, несмотря на его кажущуюся с первого взгляда простоту. Во время роста корни, увеличиваясь в длине, постоянно изгибаются, следуя по одним им известным путям, а рост клеток корня происходит в месте, противоположном от направления движения растущего корня, - у его основания, месте соединения корня и ствола растения. Во время роста корень "чувствует" множество физических и химических факторов, располагая их по некоторым приоритетам, правда, механизм принятия этих решений людям еще понятен не до конца. "Макеты и опытные образцы робототехнических устройств, которые уже были разработаны нами, реализуют некоторые из функций корней растений, но только лишь их малую часть", - рассказывает Барбара Мэззолай.

В дополнение к робототехнической имитации одного-единственного корня, группа ученых занимается исследованиями взаимодействия нескольких корней, которые, несмотря на кажущуюся хаотичность корневой системы, оказывается, координируют их движение сквозь почву. Помимо этого исследователи изучают некоторые технологии, за счет которых роботы-растения смогут получать энергию, необходимую для их функционирования, прямо из почвы, не полагаясь на энергию Солнца и ветра.

Конечной и пока очень далекой целью данных исследований является создание энергетически эффективных роботов, которые могут быстро адаптироваться и приспосабливаться к изменяющимся условиям окружающей среды. Среди множества очевидных областей применения таких роботов можно выделить роботов, осуществляющих экологический мониторинг, роботов, которые могут сами "поставить себя на якорь", закрепившись с помощью своей "корневой системы" на поверхности астероида, планеты или другого космического тела. Также у разрабатываемой технологии есть несколько видов применения в медицине, Барбара Мэззолай упоминает об эндоскопах и зондах, "прорастающих" прямо в тело пациента, о медицинских имплантатах, способных перемещаться в человеческом организме, и о других технологических "чудесах".

Система из роботов-растений была продемонстрирована на конференции Living Machines, которая проходила в Лондоне на прошлой неделе.

Источники:

1. dailytechinfo.org