Tartu Ülikooli doktorant ja noor teadlane Kadri-Ann Pankratov on pühendunud pehmerobootika arengule ning ühendab tehnilise robootika loomingulisusega. Pankratovi teekond pehmerobootika valdkonda on olnud ühtaegu juhuslik, kuid samas sihikindel.

Materjaliteadlase taustaga Pankratov sai tõuke pehmerobootikaga tegelemiseks esimesest uurimistööst Tartu Ülikooli tehnoloogiainstituudi laboris. "Alustasin tööd materjalide, täpsemalt juhtivpolümeeridega, mis on kaudselt seotud ka robootikaga," selgitas Pankratov. Kuigi materjaliteadust peab ta enda õpiteekonna aluseks, tõi pehmerobootika tema ellu täiendava mõõtme. "Minu toonase magistri-  ja praeguse doktoritöö juhendaja Indrek Musta teadussuund liikus pehmerobootika poole," ütles Pankratov. Noore teadlase tõukejõuks on olnud erinevate valdkondade kombineerimine ning nende õppimine, mitte vaid ühte teemasse sukeldumine.

Bioinspireeritud pehmerobootika eesmärk on teha tavapäraste, kõva kerega robotite asemel roboteid pehmest ja painduvast materjalist, mis annab neile suurema liikumisvabaduse. Bioloogiast inspireerituna jäljendatakse looduses tegutsevaid organisme.

Fiktiivne inspireerib

Inspiratsiooni ammutab Pankratov nii loodusest kui ka ulme- ja fantaasiakirjandusest. See tõttu põimub tema tööga teaduslik-fantastiline ilukirjandus. "Tihtilugu on asjad, mida sa suudad välja mõelda, juba mõne 20. sajandi ulmekirjaniku autori kirja pandud või teoritiseeritud. Nende raamatute lugemine on nagu töö tegemine, positiivses võtmes. Huvitav on tagasi vaadata, kust mingisugused mõtted pärit on," sõnas ta. Pankratov vihjas ilukirjanduslikule Tšehhi autori Karel Čapeki teosele "R.U.R", mis rääkis robotitest juba 1920. aastatel.

Pankratov on loodusehuviline ja naudib jalutuskäike oma koeraga. Enda sõnul jälgib ta jalutuskäikudel sageli erinevaid taimi või uurib putukaid ning nende eksoskelette. "Putukate eksoskelett peab olema ühtaegu nii elastne kui ka toetav. Ümberringi on huvitavaid lahendusi, mis on pannud rohkem märkama seda, kuidas loodus on üles ehitatud. Suve lõpus koeraga jalutades nägin taime, mille nime ma ei teadnud. Taimel olid küljes pisikesed seemned, mis sealt välja hüppasid," selgitas doktorant.

Pankratovi jaoks on teadus ja loovus tihedalt seotud. "Teadlane peab olema väga loominguline. Ma ei tunne, et veedan oma päevi arvutades, vaid ka sisuliselt unistades," rääkis ta.

Bioinspiratsiooni võimalused

Kadri-Ann Pankratovi arvates võiks robotite ehitamisel kasutada rohkem juba olemasolevaid looduslikke mehhanisme, et saavutada paremaid ja jätkusuutlikumaid lahendusi. "Kui mõelda evolutsioonile, siis keha ja aju arenevad teineteist täiendades. Paljud ülesanded, mida peame aju funktsioonideks, on tegelikult keha lahendatud. See kehtib ka robotite puhul. Tark keha võib muuta süsteemi palju efektiivsemaks," selgitas ta.

Teadusmaailmas laiemalt on bioinspireeritud lahendused juba vana mõiste. "Takjapael on loodusest inspireeritud, Jaapani kiirrongid on jäälinnu noka kujuga," loetles Pankratov.

Tema enda teadustöös on selle üks näiteid seotud ööliblikatest inspireeritud robotite kunstliku niinimetatud vereringesüsteemi väljatöötamisega. See looks robotitele võimed kohaneda kitsastes ja keerulistes keskkondades. Pankratov alustas elektrit juhtivate polümeeridega, mida on ka varasemalt uurinud. Kui polümeer on soola või elektrolüüdi lahuses ning sellele laeng peale panna, siis ioonid liiguvad polümeermaatriksi sisse ja selle ruumala muutub.

Täpselt samaviisi toimivad ka inimese lihased. "Seda materjali on mõistlikum väikeses mahus rakendada. Suuremas skaalas on palju tõhusamad näiteks elektrimootorid, aga mikromeetriste liigutuste tegemiseks pole väikest elektrimootori ehitamine kõige efektiivsem. Praegu huvitabki mind kõige rohkem, kuidas saaksime robotite kehasid targemaks teha," lisas ta. 

Tasakaalu leidmine

Kuigi tasakaalu leidmine ei ole alati lihtne olnud, leiab Kadri-Ann Pankratov aega ka töövälisteks tegevusteks. Ta proovib küll era- ja tööelu lahus hoida, ent vahel on ikkagi raske tööalaseid mõtteid kõrvale jätta. "On olnud selliseid hetki, kus enam ei jõua. See on õpetanud, et puhkus on oluline. "Samas ei keela ma iseendal vaimustuda loodusest enda ümber. Jalutamas käies mõtlen mingitele lahendustele. Üritan kasu võtta paindlikust tööviisist. Saan valida, millal on minu jaoks see kõige tõhusam aeg," sõnas. ta.

Kadri-Ann Pankratov pälvis 2024. aasta novembrikuus Balti riikide "Naised teaduses" stipendiumi ning on jõudnud oma doktoritöö lõppfaasi, mis keskendub robotite kunstliku vereringesüsteemi välja töötamisele. "Aasta jooksul tahaks oma doktorikraadi kaitsta, vaja on veel mõned viimased artiklid lõpetada," oli Pankratov lootusrikas.

Artikkel valmis Tartu Ülikooli õppeaines "Publitsistika praktika".