Tulevaisuudessa: Pehmeä robotti liikkuu ilman virtaa

Pehmeät robotit valmistetaan pehmeistä materiaaleista, kuten silikonista tai kumista, ja niiden liikkeet ovat sulavia ja ottavat mallia luonnosta, vaikkapa ihmisestä tai mustekalasta. Ne voivat esimerkiksi osallistua kirurgisiin operaatioihin, sillä ne osaavat liikkua hienovaraisesti vahingoittamatta ihmisen kudoksia.

”Pehmeä robotti voi tarttua raakaan kananmunaan rikkomatta sitä”, kuvailee pehmeään robotiikkaan erikoistunut professori Arri Priimägi Tampereen yliopistosta.

Hänen tutkimusryhmänsä kehittää pehmeää robotiikkaa laajalla skaalalla. Hiljattain heidän onnistui yhdessä Aalto-yliopiston professorin Olli Ikkalan johtaman tutkimusryhmän kanssa kouluttaa nestekidemuovia liikkumaan ja tarttumaan esineisiin valon avittamana. Jo tämä kuulostaa uskomattomalta saavutukselta, mutta itse asiassa tutkimuksen suurin anti oli se, että materiaalille pystyttiin opettamaan uutta.

Lähtötilanteessa se nimittäin reagoi vain lämpöön, mutta lopulta se oppi liikkumaan valon vaikutuksesta.

Opetuksessa käytettiin legendaarisesta Pavlovin koirakokeesta tuttua ehdollistamismenetelmää.

Pavlovin kokeessa koiralle annettiin ruokaa ja samalla soitettiin kelloa. Lopulta koira oppi kuolaamaan jo pelkästä kellonsoitosta.

”Meidän kokeessamme alkuperäinen signaali eli ruoan näkeminen oli lämpö, ja kellonsoittoa taas vastasi valo. Kun lämpöä ja valoa laitetaan materiaaliin samanaikaisesti, se oppii tottelemaan pelkkää valoa. Haimme siis analogiaa elottomien ja elollisten materiaalien välille ja mietimme, mitä esimerkiksi oppiminen tarkoittaa materiaalien tapauksessa.”

Materiaali on valmistettu niin, että valo aiheuttaa sen pinnalla jännityksiä – vuoroin supistumista vuoroin laajentumista – mikä saa aikaan esineen liikkeen. Siinä ei siis ole patteria tai muuta energianlähdettä, vaan nestekidemuovi saa voimansa valosta.

Priimägi visioi, että tulevaisuudessa pehmeät robotit voisivat käyttää auringonvaloa polttoaineenaan.

Hän painottaa, että käytännön sovelluksiin on vielä pitkä matka, ja niihin pääseminen vaatii eri alojen tutkijoiden yhteistyötä. ”On kuitenkin hieno ajatus, että kappale voitaisiin saada tekemään jotain vain avaamalla ikkunan aurinkoisena päivänä.”

Ehdollistamista Priimägi voisi kuvitella käytettävän vaikkapa erilaisten pintojen opettamiseen. ”Voisiko esimerkiksi ikkunalasi oppia hylkimään vettä tai pehmeä robotti oppia omaksumaan tietyn värin tietyissä olosuhteissa kuin kameleontti? Kenties muutaman vuoden päästä näihin kysymyksiin löytyy vastaus.”

Teksti: Elina Vironen