Bristolin yliopiston luonnontieteiden ja tekniikan tiedekunnan tutkijaryhmä on esitellyt uraauurtavan pehmeän robotin, jonka innoittajana on toiminut mustekalan ainutlaatuinen hermostorakenne. Science Robotics -lehdessä 14. toukokuuta 2025 julkaistu innovaatio osoittaa, kuinka biomimeettinen suunnittelu voi mullistaa autonomisen robotiikan.
Tianqi Yuen johtama tiimi suunnitteli yksinkertaisen mutta älykkään robotin, joka hyödyntää ilman tai veden virtauksia imukyvyn ja liikkeen koordinointiin samalla tavoin kuin mustekalat hallitsevat satoja imukuppejaan useissa käsissään. Toisin kuin perinteiset robotit, jotka perustuvat monimutkaisiin elektroniikkaratkaisuihin ja keskusprosessoreihin, tämän robotin "älykkyys" on fyysisesti toteutettu sen rakenteessa.
"Viime vuonna kehitimme keinotekoisen imukupin, joka jäljitteli mustekalan tapaa tarttua kiviin pehmeiden materiaalien ja vesitiivistyksen avulla", Yue selittää. "Tämä tutkimus vie työtämme eteenpäin: pelkästä imukupin käytöstä mustekalan tapaan esineiden kiinnittämiseen siirrymme nyt 'ruumiillistettuun imuintelligenssiin' – eli mustekalan hermo-lihasrakenteen keskeisten piirteiden jäljittelyyn pehmeissä robottijärjestelmissä."
Robotin imuintelligenssi toimii kahdella eri tasolla. Alemmalla tasolla imusyötön yhdistäminen paikalliseen nestevirtapiiriin mahdollistaa mustekalamaisen ruumiillistetun älykkyyden, kuten herkkien esineiden hellävaraisen tarttumisen ja sopeutuvan kiertymisen tuntemattoman muotoisten esineiden ympärille. Korkeammalla tasolla robotti pystyy imukupin painevasteita tulkitsemalla havaitsemaan kontaktin, luokittelemaan ympäristönsä ja pinnan karheuden sekä jopa ennustamaan vuorovaikutuksen vetovoimat.
Tämä lähestymistapa vastaa robotiikan perustavanlaatuiseen haasteeseen: järjestelmien hallintaan, joissa on lukuisia vapausasteita. Perinteiset robotit vaativat eksplisiittistä ohjelmointia jokaista mahdollista tilannetta varten, mikä tekee niistä laskennallisesti tehottomia. Mustekala sen sijaan hyödyntää hajautettua ohjausarkkitehtuuria, jonka ansiosta se kykenee tehokkaaseen ja laskennallisesti kevyempään käsien hallintaan – strategia, joka on nyt onnistuneesti toteutettu tässä pehmeässä robotissa.
Teknologialla on lupaavia sovelluksia useilla aloilla, kuten maataloudessa (herkkien tuotteiden käsittely), teollisuudessa ja terveydenhuollossa. Pehmeän robotiikan tutkimus kasvaa nopeasti – aiheeseen liittyvien julkaisujen määrä kasvoi yli 50 % vuosina 2021–2024 – ja tämä innovaatio edustaa merkittävää askelta kohti robotteja, jotka voivat turvallisesti ja intuitiivisesti toimia ihmisten ja monimutkaisten ympäristöjen kanssa.