NRK Meny
Normal

Hjulet som fant opp seg selv

En sommerfugllarve krøller seg sammen og flykter med en baklengs saltomortale. Slik har evolusjonen selv funnet opp hjulet. Nå vil robotbyggere gjenta suksessen.

Larven GoQBot med lysdioder for bevegelsesstudier med hurtigfilmopptak.

Larven GoQBot med lysdioder for bevegelsesstudier med hurtigfilmopptak.

Foto: Tufts University

Forskerne fra Tufts University i Massachusetts, USA har bygget en robotlarve. Målet er å finne ut hvordan virkelige sommerfugllarver klarer å slå hjul ut av vanskelige situasjoner med så eksplosiv kraft.

Det er altså ikke mennesket som har funnet opp hjulet. Riktignok er aktive, selvdrevne hjulbevegelser ganske sjeldne i naturen, men de finnes.

Levende hjul

Såkalte sjøknelere (stomatopoda) er krepsdyr som lever i tropiske farvann. Noen av dem slår kolbøtte i den våte sanden når det ikke er noe vann å svømme i, heter det i artikkelen i tidsskriftet Bioinspiration& Biomimetics , der resultatene legges fram.

Også en edderkopp i Sahara gjør saltomortaler som den rene turner, med en fart på rundt en meter i sekundet. Men disse to eksemplene er likevel sjeldne unntak.

Et tredje eksempel er larvene til møll og sommerfugler (lepidopterans), som forskerne har studert nærmere. Vanligvis forsvarer de seg med skremmende mønstre eller giftstoffer, men noen av dem slår altså hjul ut av vanskelige situasjoner.

Les: Heggspinnmøll og larver

Den brå bevegelsen har to hensikter: Den overrasker rovdyret, og den er en lynrask unnvikelsesmanøver.

Muskler av hukommelses-metall

For å simulere hvordan larven beveger seg, bygget forskerne ved Tufts en robotlarve som de kalte GoQBot. Navnet fikk den fordi den krøllet seg sammen til en form som lignet bokstaven Q.

Se en ektelarve og en robotlarve slå salto.

GoQBot hadde to parallelle langsgående ”muskler”, to på forkroppen og to på bakkroppen. De var laget av såkalte smarte metaller. Dette er metaller som ”husker” og går tilbake til sin opprinnelige form når de blir varmet opp.

Med disse musklene kunne larven bevege seg på vanlig målelarvevis, ved å krumme først forkroppen og så bakkroppen. Et hammerformet hode sørget for feste foran, og to sprikende metalltråder ga skyvemotstand bak.

Myke roboter

Så eksperimenterte forskerne med mye kraftigere og bråere sammentrekninger av musklene. De fikk GoQBot til å slå hjul på samme måte som sommerfugllarvene.

Riktignok var bevegelsen langsommere fordi robotlarven veide mer, men forsøkene viste hvordan også roboter kan dra nytte av å sno seg eller krabbe i energisparemodus når det er mulig, eller slå over i rullemodus når det er nødvendig.

Robotlarven GoQBot var laget av myk silikon, uten hengslede ledd. Slike myke konstruksjoner er uvanlige for roboter, fordi konstruktørene har mindre kontroll over bevegelsene når roboten kan deformeres fritt.

Det viste seg imidlertid at den myke roboten var like effektiv som når forskerne laget et mekanisk ledd mellom musklene foran og bak for å etterligne vanlig robotdesign.

Fortsatt er det imidlertid et mysterium hvordan larvene klarer å utvikle så stor muskelkraft i løpet av de hundre millisekundene unnamanøvren tar, heter det i artikkelen i Bioinspiration & Biomimetics.