Inspirationen til den nye klatrerobot er en skøn blanding af natur og mekanik. Amerikanske robotforskere har kombineret den måde, aber svinger sig fra gren til gren, med den måde et pendul driver et bornholmerur. Det har resulteret i robotten ROCR, der sætter nye standarder i effektivitet blandt vægkravlende robotter. »I fremtiden vil den kunne bruges til inspektioner, vedligehold og overvågning, men lige nu kan den kun bruges til undervisning…eller som et virkeligt sejt legetøj,« siger robotudvikler adjunkt William Provancher fra University of Utah, USA.
Bornholmsk klatreabe
ROCR er lille og let. Den vejer lidt over et halvt kilo, er 31 centimeter bred og 45,7 centimeter lang.
En motor driver et pendul, hvor batteriet fungerer som ballast og i den modsatte ende er der en halvcirkel, som kan bevæge sig på pendulets akse.
Indtil videre er robotten afhængig af, at den væg, der skal bestiges, bliver beklædt med et tæppe. Topdelen af robotten har nemlig to stålkløer, som griber fat i tæppet, når den klatrer. Motoren får et tandhjul i den øverste del af robotten til at bevæge sig, og det får ‘halen’ til at bevæge sig. »ROCR griber skiftevis fat i væggen med den ene klo, mens halens pendulerende bevægelse får den frie klo til at bevæge sig op, som så griber fast, og processen gentages med den anden klo,« forklarer William Provancher.
Effektivitet vigtigere end hurtighed
Det største succeskriterie for en klatrerobot er naturligvis, at den ikke falder ned. Tidligere fokuserede udviklerne på, hvordan robotterne skulle hænge fast på væggen, hvordan de skulle bevæge sig, og hvordan robotten valgte rute. ROCR er den første, som fokuserer på effektiviteten af at klatre. En lignende robot er i stand klatre 15 centimeter i sekundet, hvilket er omkring fire gange så hurtigt, som ROCR kan bevæge sig. Men det bekymrer ikke robottens udviklere. De går mere op i effektivitet, og ROCR har effektivitet på 20 procent. En bedre effektivitet giver robotten en bedre aktionsradius. »Det er relativt imponerende, når man tænker på, at en bilmotor har en effektivitet på 25 procent,« forklarer William Provancher. Se her, hvordan klatrerobotten fungerer.
En robots effektivitet bestemmes ved at sammenligne strømforbrug med den opgave, der udføres. Effektivitet er afgørende, hvis robotten skal bruges kommercielt. »Hvis du vil lave en alsidig robot med lang batteritid, så er effektivitet øverst på listen over ting, som skal i fokus,« forklarer William Provancher.
Efterligner aber og bornholmerure
Effektiviteten kommer af at kombinere to meget effektive systemer. »Kernen af innovation i ROCR – dens energieffektive klatrestrategi og simple mekaniske design – kommer af at observere, hvordan menneskelige klippeklatrere fordeler deres kropsvægt og hvordan aber svinger i trætoppene,« fortæller William Provancher. ROCR var hurtigst, når den bevægede sig nær dens resonans – nær robottens naturlige frekvens – på samme måde som et bornholmerurs pendul bevæger sig i sin naturlige frekvens. Når ‘halen’ svingede langsommere, klatrede robotten ikke nær så hurtigt eller effektivt. Topeffektiviteten og hastigheden kommer, når ‘halen’ svinger 60 grader til hver side, halen svinger frem og tilbage 1,125 gange i sekundet og kløerne sidder 12,4 centimeter fra hinanden. Hvis halen svinger to gange i sekundet, bliver det så voldsomt, at robotten falder. Der sker dog ikke noget, da robotten er forbundet til en sikkerhedsline.
Udvikling og tilpasning
Robottens design skal i fremtiden forbedres med mere komplekse mekanismer til at gribe fat i andre overflader, så som mursten og sandsten. Desuden skal der integreres et system til at styre robotten med. »Højere klatreeffektivitet vil øge batteriets levetid og dermed øge det antal opgaver, som robotten kan udføre,« fortæller William Provancher.
Sammenligner pærer og bananer
I Danmark tager man ROCR med et gran salt. Lektor ved Danmarks Tekniske Universitet (DTU) Ole Ravn forsker blandt andet i autonome systemer, og han er usikker på, hvor effektiv robotten egentligt er.
»Der er ingen tvivl om, at det er et vigtigt aspekt af robotudvikling, han har fat i, så udfordringen er rigtig set. Men jeg synes ikke rigtig, det bliver underbygget, at robotten er effektiv. Sammenligningen med en bilmotor er underlig, for vi vil ikke bruge en bilmotor til at komme op ad vægge med,« siger Ole Ravn. »ROCR kan desuden kun klatre, når den kan hænge sig fast i et tæppe. Normalt hægter den slags robotter sig fast med sugekopper, og det kræver også energi.«
