Vain 30 senttimetriä korkea robotti teki koneiden ja eläinten korkeushypyn uuden maailmanennätyksen pompatessaan peräti 30 metrin korkeuteen.
Hypyn korkeus vastaa 10-kerroksista kerrostaloa, ja vain 30 grammaa painava pomppuihme pääsee loikkiensa ansiosta myös etenemään maan pinnalla ripeään tahtiin.
Yhdysvaltalaistutkijat suunnittelevat lähettävänsä hyppivän robotin avaruuteen, jossa sen mahtavaa ponnistusvoimaa voidaan hyödyntää Kuun vielä toistaiseksi tutkimattomien alueiden kartoittamiseen.
Mallia loikkiin eläimiltä
Robotti loikkasi uuden maailmanennätyksen, kun pienen hyppijän kehittäneet tutkijat vahvistivat sen eläimiltä kopioituja hyppyominaisuuksia vielä entisestään. Malleina tutkijat käyttivät sammakoita ja heinäsirkkoja.
Luonnon omat korkeushyppääjät, kuten oravat, pomppaavat irti maasta jännittämällä jalkojaan kuin jousia, jolloin polviniveleen varastoituu runsaasti energiaa.
Korkeushypyn uuden maailmanennätyksen haltijan 30 metriä korkean loikan lentorata.
Tämän energian avulla orava pystyy tekemään mahtiloikkia eteen ja ylös.
Kalifornian yliopiston tutkijat kiinnittivät hyppyrobottia luodessaan huomiota siihen, että eläimet voivat hypätessään koukistaa vain kahta polviniveltä.
Tutkijat tekivät robotin vartalosta jousimaisen ja lisäsivät siihen pyörivän moottorin, joka koukistaa ennen hyppyä useampia niveliä, mihin oravan fysiikka ei vain yksinkertaisesti taivu.
Jousi on lisäksi optimoitu korkeushyppyyn lisäämällä siihen kuminauhoja ja hiilikuitulamelleja, jotka ovat ihmisen tai oravan kudoksia kevyempiä mutta energiatiheydeltään suurempia.
Kun hyppyrobotin pyörivä moottori jännittää robotin sisällä olevan jousen, kuminauhat jännittyvät ja taivuttavat samalla hiilikuitulamellit pienelle kaarelle, mikä vastaa sitä, että orava pystyisi taivuttamaan useampaa kuin kahta polviniveltä samalla kertaa.
Näin tutkijat pystyivät varastoimaan suuren määrän potentiaalista energiaa robotin jouseen, joka voidaan sitten laukaista ja saada ennätysrobotti hyppäämään huimat 30 metriä ylöspäin noin 100 kilometrin tuntinopeudella.
Hyppy muistuttaa hieman jännitettyä jousta, jolla ammutaan nuoli ilmaan suoraan ylöspäin.
Ennätysrobottiin on otettu mallia eläinkunnan ihmeistä. Kone taivuttaa raajojaan ladatakseen niihin hyppyyn tarvittavaa energiaa. Kevyet ja erittäin joustavat hiilikuitulamellit antavat robotille vielä eläimiäkin suuremman pomppuvoiman. Copyright: Elliot Hawkes/Chris Keeley/Kirk Fields
Toiveissa matka Kuuhun viiden vuoden sisällä
Toistaiseksi pienen robotin pomppukyky on sen vaikuttavin ominaisuus.
Siitä puuttuu nimittäin vielä monia tärkeitä osia, jotta se olisi valmis tutkimusmatkoille omalla planeetallamme saati sitten avaruudessa.
Robotti on toistaiseksi täysin mekaaninen, jotta se olisi mahdollisimman kevyt. Se ei siis pysty vielä esimerkiksi navigoimaan itse tekoälyn avulla, kuten vaikkapa itseohjautuva auto.
Lisäksi jousta jännittävälle moottorille virtaa antavaa akkua pitää ladata muutama minuutti aina jokaisen hypyn jälkeen, mikä vuoksi robotti on riippuvainen virtalähteestä.
Kalifornian yliopiston mekaniikan insinöörit tekevät yhteistyötä avaruustutkimuskeskus Nasan kanssa varustaakseen robotin navigointiin tarvittavalla ohjauspaneelilla ja vaihtoehtoisilla virtalähteillä.
Kuun alhainen painovoima – joka on noin yksi kuudesosa Maan painovoimasta – mahdollistaisi sen, että mekaaninen superpomppija pystyisi teoriassa hyppäämään 125 metrin korkeuteen ja jopa puoli kilometriä eteenpäin, joten se pystyisi näkemään laajasti ympärilleen.
Tiimi arvioi, että pomppuihme on viiden vuoden sisällä valmis ensimmäiselle matkalleen Kuuhun.