Hur otäcka insekter blir hjälpsamma robotar

Endast vår fantasi sätter gränser för vad vi kan använda robotar till. För att förverkliga fantasin behövs dock kunskap och inspiration från många olika områden. Vad behöver vi exempelvis veta för att utforma smarta robotar som hjälper till vid olyckor eller utför tunga transporter? Synforskare Emily Baird menar att vi måste lära oss av naturen för att få robotar som fungerar ute i en komplex verklighet.

– Naturen kan vara så oförutsägbar men evolutionen har lett till mästerverk, säger Emily Baird forskare vid biologiska institutionen, Lunds universitet. Därför är kunskap om biologi också viktig när man utvecklar robotar.

Vi är många som tror att robotar bara är något för industrin och militären. Men det pågår också en utveckling av mycket mer sinnrika robotar som kan hjälpa människor i vardagen eller transportera saker i stadsmiljö, eller genom besvärlig terräng. Exempelvis utvecklas flygande ”ambulansdrönare” som kan komma med hjärtstartare, eller små robotar som transporterar blodprover tvärs över stan, eller robotar som kan flyga in på ställen som är farliga för människor.

”Jag älskar robotar som efterliknar insekter! ”

Emily Baird och hennes kollegor inom syngruppen vid Lunds universitet låter sig bland annat inspireras av sina studier av insekter.

– Jag älskar robotar som efterliknar insekter! Många kanske tycker att insekter är otäcka kryp, men vi kan lära oss mycket av dem eftersom de har relativt enkla lösningar till ganska komplexa problem.

En robotförebild är flygande insekter som bin och humlor. Emily Baird har studerat hur deras syn fungerar och hur de navigerar, och på så sätt har hon bidragit till att man nu utvecklar små flygande robotar som själva ska kunna navigera i mycket komplex miljö.

En annan fantastisk robotförebild är dyngbaggarna, menar Emily Baird. Dessa skalbaggar kan rulla ett dyngklot över väldigt ojämn mark, upp och ned, och runt saker. Och de kan transportera saker som är över 100 gånger tyngre än dem själva.

– Vi vill utveckla en robot som skulle kunna rulla stor tunga saker över ojämn mark, säger Emily Baird. Att rulla är antagligen ett väldigt effektivt sätt att transportera tunga föremål över ojämn mark – det är något vi kan utreda.

Det som är intressant med dyngbaggarna är hur deras ben fungerar och kontrolleras. Dyngbaggar kan gräva, flyga, göra runda dyngbollar, och som sagt, de kan rulla bollarna lång väg.

– Vi försöker förstå hur dyngbaggarna fungerar för att vara så flexibla i vad de kan göra med benen.

Dessutom finns det vissa dyngbaggearter som kan navigera genom att räkna fotsteg!

– Vi har studerat en art som, till skillnad från de flesta andra dyngbaggar, utgår från ett bo när den hämtar mat. Den måste då både kunna hitta till maten och tillbaka till boet.

Emily Baird vill studera hur detta fungerar i hjärnan och hur det fungerar rent fysiskt att få en överföring av en rörelse till en sorts räkning som sedan kan användas för att navigera. Planer finns på att samarbeta med en grupp i Tyskland där de är bra på att analysera biologisk mekanik, samt en grupp i Danmark där de kan designa och sätta ihop robotarna.

– Vi bidrar då med allt vi vet om hur dyngbaggarna navigerar, hur de rör på sig, hur de tar hänsyn till riktning till boet eller mat. Tillsammans kan vi konstruera en dyngbaggerobot, säger Emily Baird.

När forskare samarbetar med robotbyggare är detta även ett sätt att kontrollera att de har tänkt rätt i sitt arbete med att förstå och göra modeller för hur hjärnan tar upp synintrycken, bearbetar dem och skapar ett beteende.

– Robotar är alltså till nytta både för grundforskningen och samhället, avslutar Emily Baird.

Text: Pia Romare

Foto: Peter Frodin

Fakta

robotforskning vid Lunds universitet

De senaste decennierna har forskare inom många olika fält arbetat med att skapa robotar som kan vara användbara i samhället. Här är några exempel på forskning från Lunds universitet.

Transportrobotar

Studier av insekters syn och beteende och hur syn används för att styra beteende bedrivs inom syngruppen vid biologiska institutionen av bland andra Emily Baird, Marie Dacke och Stanley Heinze.

Läs mer

Sociala robotar

Roboten Hobbit är en social robot som fungerar som kommunikationshjälpmedel, stöd och sällskap åt äldre människor. Roboten har utvecklats inom i ett internationellt projekt av bland andra Håkan Eftring, forskare i Rehabiliteringsteknik vid Designvetenskaper. Susanne Frennert tidigare doktorand rehabiliteringsteknik har testat hur roboten fungerar i vardagliga sammanhang och hur äldre människors samspelar med den. Läs mer … länk till artikel av Jessica Sellergren från hösten 2016.

 Industrirobotar

När det gäller att utveckla den nya generationens industrirobotar bedrivs forskning inom bland annat reglerteknik, datavetenskap, matematik och bildbehandling. Ett exempel är att förbättra egenskaper som finmotorik och känsel och koppla dessa till inlärningsförmåga.

Läs mer

Robotar och människan

Kognitionsforskare på filosofiska institutionen försöker förstå interaktionen mellan människor och robotar och kan därmed hjälpa till att skapa robot som kan interagera. Interaktionen med människor kan underlättas om robotar exempelvis kan fås att visa ”känslor”.

Christian Balkenius leder LUCS Robotikgrupp vid Avdelningen för kognitionsvetenskap i Lund. I robotikgruppen är de intresserade av hur människors syn, uppmärksamhet och inlärningsförmågor fungerar i hjärnan och hur dessa kan reproduceras i robotar. Christian Balkenius arbetar bland annat med att skapa robotar som kan ändra storleken på iris, vilket är något som vi människor använder mycket när vi kommunicerar.