Čtvrtek 28. března 2024, svátek má Soňa
130 let

Lidovky.cz

Umělý gekon se učí šplhat

Česko

Na stanfordské univerzitě vzniká robot, jehož vzhled i šplhací schopnosti připomínají gekona. Zmíněný plaz také posloužil jako hlavní inspirace.

Úkolem vědní disciplíny zvané bionika je zkoumat principy živé přírody, úlohou biomimetiky je pak aplikovat všeobecné poznatky na řešení konkrétních technických problémů a inspirovat se při vývoji nových materiálů přírodními strukturami.

V roce 2000 odhalili vědci na kalifornské univerzitě v Berkeley tajemství gekoního šplhání po svislých i hladkých stěnách. Tuto schopnost dávají gekonům sety (keratinové chloupky, svými rozměry patřící do nanosvěta, kterých má gekon na ploše svých „lamelovitých“ tlapek miliony) a dále mezimolekulové Van der Waalsovy síly (přitažlivé interakce vyvolané vzájemným působením elektronů, které se přiblížily na dostatečně malou vzdálenost).

U gekona se jeho nanochloupky (sety) na koncích větví do stovek ještě tenčích chloupků (spatulae), které na molekulární úrovni reagují mezi sebou i s podložkou. Gekon se díky tomu přilípne k povrchu každým svým nejtenčím chloupkem a může lézt i po stropě.

Tento pohyb mu ještě usnadňují velmi ohebné tlapky, které se chovají jako super přilnavá pružná „náplast“. Chůzi gekona tak lze přirovnat k přilepování se a odlepování.

Všechny tyto poznatky nyní využívá k tvorbě nových projektů řada výzkumných technologických týmů z celého světa.

Rukavice pro lezce po stěnách V Turíně na Polytechnické univerzitě vytváří profesor Nicola Pugno rukavice a boty, které by lidem umožnily šplhat po stěnách. Principem jejich výroby mají být miliony „vlásků“ z uhlíkových nanotrubiček, které nahradí gekonovy sety.

Tuto umělou strukturu se Italům opravdu podařilo vyrobit, ale je tu jeden velký problém - jde zatím jen o malý kousek, který rozhodně nestačí k pokrytí rukavic a spodní části bot. Aby se člověk vážící 70 kg mohl zavěsit na výstupek ve stěně, musela by celková přilnavá plocha „lepivého“ materiálu tvořit asi 200 cm. A větší souvislou plochu se zatím vytvořit nedaří - při zvětšení kontaktní plochy s podložkou je totiž nutné zvětšit i délku nanotrubiček, a pokud ty se prodlouží, začínají se natáčet na sebe, místo aby se přitahovaly s podložkou. Pugno chce tento problém řešit „hierarchickou strukturou“, což znamená, že dlouhé silné nanotrubičky na koncích roztřepí na krátké tenké nanotrubičky. Opět přesně podle toho, jak vypadají gekonovy sety a spatulae. To by mělo zajistit větší styčnou plochu s podložkou, kde už se dlouhé trubičky nebudou na sebe lepit.

StickyBot začíná lézt Roztomilí plazi ještě více inspirovali vědce na stanfordské univerzitě. Ve spolupráci s dalšími univerzitami a s grantovou agenturou amerického ministerstva obrany DARPA zde vzniká robot StickyBot, jehož „packy“ zdařile napodobují ty gekonovy. Sety zde nahrazují droboučké chloupky z polymeru elastomeru. StickyBot se zatím plazí pomalu a často spadne, ale ještě je ve vývoji. Hotový robot by měl sloužit jak armádě, tak i NASA při výzkumu planet.

***

Ještěr z polymeru Robot StickyBot napodobuje gekona díky droboučkým chloupkům z polymeru elastomeru. Ty umožňují větší styčnou plochu s podložkou, takže se robot udrží i na svislých hladkých plochách. StickyBot se ovšem zatím plazí pomalu a často spadne.

O autorovi| JITA SPLÍTKOVÁ, Autorka je vydavatelkou webového magazínu Futurologie

Autor: