Iga meistrimees teab, et vajalikku tööriista pole kunagi käepärast ning universaalne tööriist ei sobi tegelikult millekski. Niisamuti olid varasemad robotid kasulikud vaid tehases eelnevalt kindlaks määratud otstarbel, sest nende keha püsis muutumatuna. Tartu Ülikooli tehnoloogiainstituudi teadlased tutvustavad äsjaavaldatud artiklis robotit, mis ketrab oma kehavedelikust just sellise keha, nagu parajasti keskkonnas liikudes vaja on. 

Kehaloome avab uusi võimalusi: ketrusaparaadiga päästerobot saab luua takistuste ületamiseks ämblikuvõrgulaadse kehapikenduse. Kui korjerobot leiab huvipakkuva taime, saab ta kiiresti moodustada just selle taime korjamiseks sobivad sõrmed.

Igas olukorras oma võrk

Meie roboti n-ö kõhus on kuumutatud polümeerilahus, millest ketrab see peent polümeerikiudu. Kiud tekib polümeerilahuse õhujoas venitamisel, jahtumisel ja lahusti aurustumisel. Sama õhujoaga suuname kiudu sinna, kuhu soovime robotile moodustada uue kehaosa. 

Kuna lahusest tekib kiudu pidevalt juurde, meenutab protsess lõpmatust niidirullist niidi lahti kerimist – rulli aga tegelikult polegi, sest kiud kedratakse kohapeal ning just siis, kui on vaja. Päris ämblikudki ketravad siidiniiti võrgupunumise ajal ega hoia seda poolidel nagu õmblusniiti. 

Kui lendkiud kohtuvad pinnaga – olgu see keskkonnas või roboti enda kehal,  ankurduvad need pinnale ning moodustavad lausriidelaadse võrgu. Äsja ankurdunud kiud pingulduvad, meenutades termokahanevat rüüži. Selliselt pinguldatud võrk mitte ainult ei näe välja nagu ämblikuvõrk, vaid ka toimib täpselt samamoodi. 

Kuigi roboti osi 3D-prinditi ka varem, ei vaja meie lahendus printerit ega prindisubstraati. Iga võrk on ainulaadne – nii ämblikel kui ka meie robotil ning see moodustub õhuvoolu, keskkonna ja osaliselt tahkunud polümeerikiu vastastikmõjus, mis on ainuomane just punumise kohale ning ajahetkele. Võrkude moodustumine sarnaneb rohkem kasvamisele kui paigaldamisele.

Näitasime kohapeal moodustuvat võrku roboti liikumisteena: lihtne robot ületas nii rususid kui ka looduskeskkonda simuleerivad takistusrajad, veeredes üle kedratud käigutee ämbliku kiirusega. Näitasime ka kohapeal kedratud kiust moodustuvat haaratsit, mis korjas õrna lilleõie kahjustamata üles. 

Ehitusnipid looduselt eneselt

Meie robotis sulanduvad tekstiilitehnoloogia, bioloogia ja robootika. Kuigi inimkond on tekstiile valmistanud läbi ajaloo, on ämblikud ikka osavamad võrgupunujad. Avasime oma töös ämblike võrgutehnoloogia saladustest: võrguniit tuleb valmistada kohapeal ja ükshaaval, samas kasuliku võrgu saab luua ka iga võrgusõlme eraldi kinnitamata. Kohapeal tekstiili valmistamine võimaldab luua tooteid, mis vastavad täpselt keskkonnale sel hetkel. 

Ämblikud on osavad ehitajad – nad kohandavad võrgu abil iga keskkonda endale sobivamaks, sealhulgas inimtekkelisi. Inimeste senised lahendused kipuvad aga kohandama keskkonda toote järgi, näiteks tasandatakse ehitusplats aluspinnani. Seega on ämblikelt laenatud võrgutehnoloogia märksa väiksema keskkonnajalajäljega lahendus nii otseses kui ka kaudses tähenduses.

Ruumis, kus praegu viibite, elab suure tõenäosusega samuti mõni ämblik, kes tajub sedasama ruumi hoopis teisiti. Kujutage end ette ämblikuna – kuhu punuksite võrgu? Piisab vaid mõelda, mida ma just praegu ja kuhu soovin, ning suunata sinna pilk ja kiukahur. Meie robot punub soovitu otse selgesse õhku. See ei ole enam ulme: selline võrgutehnoloogia on nüüd ka inimestele kättesaadav.

Tulemustega seotud artikkel ilmus ajakirjas npj Robotics ning artikli kirjutamist toetas Eesti Teadusagentuur.