Už jen zacvrlikat… Kredit: W. R. T. RODERICK, et al, Stanford, Science Robotics. Další obrázky zde.

Zkusili jste se někdy zamyslet nad tím, co všechno se musí podařit, aby mohl letící pták usednout na větev?

Mark Cutkosky, profesor mechaniky na Stanford University. Specialista na ovládání robotických paží, hmatové senzory a zařízení pro interakci člověka s počítačem. Vedoucí výzkumného kolektivu. Kredit: Stanford Univ.

Ptáci o tom určitě přemýšlet nemusí – jejich nohy to zvládají tak nějak automaticky, asi jako my si nepromýšlíme, které svaly zatnout a které uvolnit, abychom udělali další krok. Nemůže to tedy být něco až tak složitého. Jaké mechanizmy jsou ale k usednutí na nerovný povrch skutečně potřebné?

Pánové William Roderick, Mark Cutkosky a David Lentink z fakulty mechanického inženýrství Stanfordovy univerzity v USA se rozhodli sestrojit model, který by jim umožnil na tyto otázky odpovědět. Samozřejmě díky tomu jaksi mimochodem získali naprosto úžasný nástavec na dron, který pak můžete posadit na větev.

Také vám to připomíná bojové stíhačky z hvězdných válek? Kredit: W. R. T. RODERICK, et al, Stanford, Science Robotics. Další obrázky zde.

Modelu dali název SNAG a ověřovali díky němu například, zda je lepší mít jeden prst dozadu, jako u většiny ptáků, nebo jsou výhodnější dva prsty dozadu a dva dopředu, jako mají třeba datlovití.

Mechanizmus umělých spárů věrně kopíruje ptačí anatomii – a to i včetně váhového poměru k celému tělu. Navíc má jednu vychytávku, kterou, myslím, ptáci nemají. O sevření spárů se stará vystřelovací mechanizmus, který se natáhne při vzletu. Při přistání se dotykem chodidla o podklad spustí bleskové sevření prstů nohou.

Díky samosvěracímu mechanizmu je SNAG schopen za letu chytat a pouštět předměty. Kredit: W. R. T. RODERICK, et al, Stanford, Science Robotics, další obrázky zde.

Obdobně jako ptáci natáhne SNAG před přistáním své nohy ve směru přistání. Enegii nutnou ke zpomalení absorbuje pomocí skrčení nohou. Následně je nutné uvést tělo a podklad do klidu pomocí cyklického vyvažování. Ptáci pak mají zajímavou vychytávku, která jim umožňuje hřadovat bez vynaložení síly. Svaly jejich nohou mají speciální výrůstky, které při dosednutí ptáka zapadnou do prohlubní šlachových pochev jako řetěz do ozubeného kola, takže sedící pták už nevynakládá žádnou svalovou námahu. Toto má SNAG vyřešené výše zmíněným mechanizmem.

Vědci na svém modelu ověřili, že počet prstů směrovaných dozadu nehraje při přistávání významnou roli, že bez balancování nepřistanou a že větší ptáci musí vynaložit při přistání nepoměrně větší námahu.

Odměnou za jejich úsilí je citace v prestižním časopise Science a funkční prototyp podstavce, který dronu umožní vzlétnout kolmo vzhůru, usednout na větev ze šikmého i svislého přistání, hřadovat a následně z větve vzlétnout a přistát na jiný komplikovaný povrch. Pařáty můžou i chytat a přenášet předměty.

To je samozřejmě slušná dávka poctivé vědy, ale stejně ty pány podezřívám, že si grant na biomechaniku zajistili proto, aby jim zaplatil tuhle super hračku.

Zdroje

https://news.stanford.edu/2021/12/01/bird-like-robot-perches-grasps/

https://www.science.org/doi/10.1126/scirobotics.abj7562