Advertentie
Motherboard

Deze slang leerde van echte slangen hoe hij een zandduin op moest klimmen

"De robot werd gebruikt als een model om de slang te onderzoeken, en de slang werd gebruikt om de robot te begrijpen en te verbeteren."

door Jason Koebler
10 oktober 2014, 9:01am

Heb je ooit geprobeerd om tegen een duin op te rennen? Het is zwaar klote -  voor ons, en voor robots. Maar voor woestijnslangen stelt het niks voor . Doe dus maar een schietgebedje dat je nooit een zandduin op hoeft te rennen terwijl je achtervolgd wordt door een ratelslang. De zijwaartse actie van ratelslang was de biologische inspiratie voor de eerste slangrobot ooit die zandheuvels kan beklimmen. De slangrobot zie je boven.

Maar, en dat is misschien nog wel interessanter, het onderzoek bleek niet alleen  een doorbraak te zijn in robotica, maar ook in zoölogie.  

Daniel Goldman van Georgia Tech zegt dat terwijl het team (hij was de zoöloog en fysicus, Howie Choset deed de robotica) bezig was om de bewegingen te kopiëren die noodzakelijk zijn om een robotslang een zandduin op te krijgen, ze ook leerden over hoe slangen hun zijwaartse talenten oorspronkelijk hebben ontwikkeld. 

"Het doel van dit onderzoek was om meer te leren over de biologie van de slang," vertelde Goldman, de  auteur van de nieuwe studie in Science, aan mij. "Maar we dachten ook dat we met een beetje geluk tijdens het bestuderen van de slangen iets zouden kunnen vinden dat de robot zou verbeteren."

Het team vond precies dat. Terwijl ze zijwaarts een heuvel op glijden, houden slangen zichzelf op twee draagvlakken. Ze bewegen in een golf-achtige beweging zodat volgens Goldman ze "geen last van slip hebben op zandheuvels." Nooit eerder hadden wetenschappers een model van de fysica achter de techniek van de slang, tot nu.

In een aanvullend perspectief noemde John Socha van Virginia Tech het een "wederzijds verlichtend proces."

"De robot werd gebruikt als een model om de slang te onderzoeken, en de slang werd gebruikt om de robot te begrijpen en te verbeteren," schreef hij. 

Het meest interessante is het feit dat de slang terwijl hij zijwaarts de zandheuvel op klimt, niet dieper het zand in graven, wat je zou denken als je zelf wel eens een zandduin hebt beklommen. Dat was de theorie - als je een heuvel op rent, duw je dieper en dieper het zand weg en graaf je dieper om te zorgen dat je niet wegglijdt. 

Afbeelding: Nico Zevallos & Chaohui Gong

Maar op die manier bewegen kost heel veel energie. De slangen blijven lager dus op de grond, verlengen zichzelf en duwen hun lichaam zodoende minder in de grond. 

"Naar mate de heuvel steiler werd, legde de slang meer lichaam neer, zodat hij zijn hefkracht op het zand vergrootte, totdat bijna de helft van het lichaam in contact met het zand was," schreef Socha.

Bewapend met die kennis waren Choset en zijn team in staat om hun eigen robot aan te passen. De robot, die voorheen enkel in staat was om zijwaarts over een vlak zandoppervlakte te bewegen, kan nu ook een heuvel van 20 graden beklimmen. 

Niet elke slang heeft de spiercontrole die noodzakelijk is om zijwaarts te bewegen - ook als het familieleden van de ratelslang zijn. Het team testte 13 verschillende soorten adders, waarvan er geen enkele de heuvel opkwam. 

Je kan de toekomstige militaire of rovertoepassingen al bedenken: "De Mars-rover gaat heel langzaam en heel omslachtig de heuvel op," zei Goldman. "Die zou nog flink kunnen leren van de zijwaartse beweging van de slang."