Mérnök vagyok,
és robotokat készítek.
Ugye, mindenki tudja, mi a robot?
Ha mégsem, keressenek rá a Google-ben,
és nézzék meg ott.
Próbáljuk ki!
A Google-től ezt kapjuk.
Látható, hogy különféle robotok léteznek,
de túlnyomórészt humanoid szerkezetűek
Eléggé hagyományosan néznek ki,
mert van bennük műanyag, fém,
motorok, szerelvények meg miegymás.
Némelyikük barátságosnak látszik,
odamehetünk hozzájuk, át is ölelhetjük őket.
Van, amelyik barátságtalan;
olyanok, mintha a Terminátorból jönnének.
Lehet, hogy a Terminátorból bukkantak elő.
Egy csomó klassz dolgot csináltathatunk velük,
tényleg elképesztő dolgokat.
De megnéznék másféle robotokat is.
Másfajta robotokat akarok készíteni.
Lelkesít, ha nem hasonlítanak ránk,
hanem úgy néznek ki, mint ezek.
Ezek természetes biológiai szervezetek,
s olyan klassz dolgokat tesznek, amelyekre sem mi,
sem a mostani robotok nem képesek.
Mindenfélét csinálnak, pl. mozognak a padlón,
kimennek a kertbe, lelegelik a termést,
fára másznak,
vízbe mennek, kijönnek belőle;
csapdába ejtik a rovarokat, és elfogyasztják őket.
Tényleg érdekes dolgokat cselekszenek.
Élnek, lélegeznek, elpusztulnak,
környezetükből táplálkoznak.
Mostani robotjaink ilyet nem tesznek.
Nem lenne-e pompás,
ha a leendő robotokban fölhasználhatnánk e jellemzőket
némely érdekes feladat megoldására.
Nézzünk néhány környezeti problémát,
ahol fölhasználhatnánk azokat a fogásokat és technikákat,
amelyek ezekben az állatokban
és növényekben megvannak,
s alkalmazhatnánk őket problémamegoldásra.
Nézzünk két környezeti problémát!
Mindkettőt mi hoztuk létre:
a környezetével kapcsolatban lévő ember,
aki visszatetsző dolgokat művel.
Az első a népszaporulat gondja.
E gond világszerte oly nyomasztó,
hogy a mezőgazdaságnak egyre több termést kell előállítania.
Ehhez a gazdák
egyre több vegyszert juttatnak a földekre.
Nitrogéntartalmú műtrágyákat, növényvédő szereket,
mindent, ami előnyösen hat a növények fejlődésére,
de ennek káros hatása is van.
Az egyik káros hatás, hogy a kijuttatott műtrágyának
csak egy részét hasznosítják a növények.
Sok a talajban marad,
és eső hatására
a vegyszerek a talajvízbe jutnak.
A talajvízből pedig
a patakokba, tavakba, folyókba
és a tengerbe.
Ha e vegyszereket, nitrátokat
a környezetbe juttatjuk,
a környezetben lévő egyes organizmusokra,
pl. az algákra hatni fognak.
Az alga szereti a nitrátokat, műtrágyákat,
ezért elfogyasztja őket,
és kedvező feltételek esetén kezd elszaporodni.
Újabb és újabb algák képződnek.
Ezt hívják algavirágzásnak.
Az a baj, hogy ha az alga elszaporodik,
a víz oxigénkoncentrációja csökken.
Eközben a vízben élő organizmusok
elpusztulnak.
Mit tegyünk?
Készítsünk robotot, amely megeszi
s így ártalmatlanná teszi az algát.
Hogy ez mekkora veszedelem,
látható a dián.
Algavirágzás történt a cornwalli partok mentén
1999-ben,
50 km hosszban.
Ez az óriási gond
hatással van a halászatra, a kagylókra és a rákokra stb.
Ez volt az első feladat.
A másik gondot is mi okoztuk,
ez az olajszennyezéssel kapcsolatos.
Olaj kerül ki az általunk használt motorokból
és hajókból.
A tankhajók időnként tartályukat a tengerbe öblítik,
s így olajat ürítenek a tengerbe.
Aztán vannak
az olajvezeték- és olajmező-katasztrófák.
Ez itt a 2010-es BP-olajkiömlés.
A műholdképről látszik a kiterjedése.
Pusztító hatású volt a környezetére,
a madarakra, a halakra és a partvidékre.
Nem lenne jó, ha robotokkal kezelhetnénk őket,
amelyek fölfalnák az olajfoltok okozta szennyeződést?
De igen,
ezért szennyeződésevő robotokat készítünk.
A robotokhoz az ihletet
két élőlénytől vettük.
Jobbra az óriáscápa látható.
Az óriáscápa tényleg óriási.
Nem ragadozó, ezért úszkálhatunk vele,
amint látható.
Az óriáscápa kitátja a száját,
és a vízben úszva lenyeli a planktont.
E táplálékot megemésztve
a keletkező energiát teste mozgatására használja.
Tudnánk-e ilyen robotot készíteni,
amely mint az óriáscápa: beszívná a vizet,
és így megenné a szennyeződést?
Lássuk, tudnánk-e!
Ehhez az ihletet egy másik organizmus adta.
Itt egy kép a búvárpoloskáról.
A búvárpoloska cuki állat.
Úszás közben a vízben
evezőszerű lábaival hajtja előre magát.
Ebből a két organizmusból
alakítjuk ki az újfajta robotot.
Nos, mivel a búvárpoloska adja az ihletet,
robotunk a víz felszínén lebeg,
és evez.
Ezért hívjuk "row-bot"-nak.
Azért "row-bot", mert a row evezést jelent.
Jó. Hogy néz ki?
Itt egy pár kép a row-botról.
Látják,
hogy még csak nem is hasonlít a korábban mutatottakhoz.
A Google téved, a robotok nem olyanok,
hanem ilyenek.
Tehát megvan a row-botom,
itt mutatom.
Érzékelhetik a méretarányt,
és hogy egészen másként néz ki.
Műanyagból készült,
és lássuk,
mik a row-bot alkatrészei,
mitől különleges.
Három részből áll,
amelyek olyanok, mint bármely élő szervezet részei:
van agya,
teste,
és gyomra.
A gyomra termeli az energiát.
Bármely row-bot e három részből áll,
akárcsak bármely organizmus is.
Nézzük meg őket egyenként!
A teste
műanyagból van,
az van a víz felszínén.
Az oldalán uszonyai vannak –
a mozgását segítő evezők olyanok,
mint a búvárpoloskáéi.
Műanyagtestű
és puha gumiszája van itt
és ott: két szája van.
Miért van két szája?
Az egyiken bemegy az étel,
a másikon meg ki.
Láthatják, hogy van szája és popsija,
vagyis...
(Nevetés)
ott jön ki az ürülék,
mint az igazi élőlényeknél.
Kezd hasonlítani az óriáscápára.
Szóval, ez a teste.
A másik része a gyomor.
Be kell juttatni az energiát a robotba, kezelnünk kell a szennyeződést,
tehát a szennyeződés bemegy,
és valamit csinál.
Van a közepén egy cella, mikroba-üzemanyagcellának hívjuk.
Leteszem, és kiveszem belőle az üzemanyagcellát.
Ez az.
Akkumulátor vagy hagyományos energiaellátás helyett
egy ilyen van benne.
Ez a gyomra.
Tényleg a gyomra,
mert energiát juttatunk bele szennyeződés formájában,
és áramot termel.
Mi ez?
Mikroba-üzemanyagcellának hívjuk.
Kicsit olyan, mint egy vegyi üzemanyagcella,
amilyenről az iskolában
vagy a hírekben hallhattak.
A vegyi üzemanyagcellában hidrogénből és oxigénből
állítanak elő villamos áramot.
Bevált technológia, az Apolló űrhajóban is azt használták
40-50 éve.
Ez kissé újabb.
Ez mikroba-üzemanyagcella.
Az elve ugyanaz:
az egyik oldalon oxigén van,
de a másikon hidrogén helyett
valami lötty,
a löttyben pedig élő mikrobák.
Ha veszünk valamilyen szerves anyagot,
ami lehet hulladék, étel,
pl. szendvicsük maradéka,
és idetesszük, a mikrobák megeszik azt az ételt,
és villamos árammá alakítják.
Ha megfelelő mikrobafajtát választunk,
a mikroba-üzemanyagcella használható egyes szennyeződések kezelésére.
Ha megfelelő mikrobát választunk,
a mikrobák meg fogják enni az algákat.
Más mikrobafajták viszont
a kőolajat, alkoholokat és nyersolaj-származékokat.
Tehát a gyomor nemcsak
szennyeződés kezelésére,
hanem szennyeződésből áramtermelésre is használható.
A robot a környezeten áthaladva
élelmet juttat a gyomrába,
megemészti, áramot termel,
az áramot mozgásra használja,
s ezt folyton ismétli.
Nézzük, mi történik a row-bottal működés közben,
amikor evez.
Van egy pár videónk.
Az első – remélem látható –
a nyitott szájat mutatja.
Az első és a hátsó száj nyitva van,
és valamennyire nyitva is marad,
majd a robot elkezd előre evezni.
Mozog a vízben,
ezért a táplálék bejut, az ürülék pedig kikerül belőle.
Ha már eleget ment,
megáll, becsukja a száját,
lassan becsukja a szájait,
megpihen,
és megemészti a táplálékot.
Ezekben a mikroba-üzemanyagcellákban
persze mikrobák vannak.
Szeretnénk, ha a mikrobák sok energiát termelnének
a legrövidebb idő alatt.
De nem erőltethetjük őket,
másodpercenként csak kevés energiát termelnek.
Milliwatt vagy mikrowatt nagyságrendűt.
Nézzük ezt összefüggéseiben!
Pl. a mobilok,
ezek a korszerű fajták,
kb. egy wattot fogyaszt.
Ezerszer vagy milliószor annyi energiát,
mint a mikroba-üzemanyagcella.
Hogy birkózhatunk meg ezzel?
Amikor a row-bot magához vette,
megette a táplálékát,
megpihen és vár, amíg teljesen meg nem emészti.
Ez órákig vagy napokig is eltarthat.
A row-bot tipikus ciklusa így néz ki:
kinyitja a száját,
mozog,
becsukja a száját,
megül ott és vár.
Ha végzett az emésztéssel,
akkor megismételheti ugyanazt a folyamatot.
De hát az igazi élőlények is így tesznek, nem?
Mi is ezt tesszük.
Szombat este kiruccanunk, kitátjuk a szánkat,
megtöltjük a bendőnket,
leülünk a tévé elé, és emésztünk.
Ha megvolt, megismételjük.
Ha elégedettek vagyunk a ciklussal,
a ciklus végén elég fölös energiánk lesz,
hogy valami másba fogjunk.
Küldhetünk
pl. egy üzenetet:
"Ennyi szennyeződést ettem meg legutóbb"
vagy: "Erre meg erre bukkantam"
vagy: "Itt és itt vagyok".
A tartózkodási hely jelzésének képessége
igen-igen fontos.
Ha a korábban látott olajfoltra
vagy kiterjedt algavirágzásra gondolunk,
rögtön be akarjuk vetni a row-botjainkat,
s föletetni velük a szennyeződést,
de aztán be kell gyűjtenünk őket.
Miért?
Mert e row-botoknak,
amilyeneket idehoztam,
most még motorjaik, vezetékeik,
alkatrészeik vannak, melyek biológiailag nem bomlanak le.
A jelenlegi row-botokban mérgező akku van.
Nem hagyhatjuk a természetben,
számon kell őket tartanunk,
és ha megtették a dolgukat,
be kell gyűjtenünk őket.
Ez korlátozza a bevethető row-botok számát.
Ha viszont a robotunk olyan,
mint egy élő szervezet,
akkor, ha élete végéhez ér,
meghal és porrá lesz.
Nem lenne-e jó, ha a robotok
nem műanyagból készülnének,
hanem más anyagokból,
amelyeket ha kidobunk,
biológiailag lebomlanak?
Ez megváltoztatja a robotok alkalmazását.
Ahelyett, hogy 10 vagy 100 robotot helyeznénk ki,
s nyomon kellene követnünk,
majd ha elromlanak,
be kellene gyűjtenünk őket,
ezernyi, milliónyi,
milliárdnyi robotot küldhetnénk a természetbe.
Teríthetnénk őket.
Életük végén pedig megsemmisülnének.
Nem fájna miattuk a fejünk.
Ez megváltoztatná a robotokról, és felhasználásuk módjáról
alkotott elképzelésünket.
A kérdés: meg tudjuk-e ezt tenni?
Igen, bebizonyítottuk, hogy igen.
Tudunk biológiailag lebomló robotot gyártani.
S érdekes, hogy ehhez háztartásunkban föllelhető
anyagokat is használhatunk.
Mutatok egy párat; el fognak képedni.
Gumicukorból is készíthetünk robotot.
Motor helyett
ún. műizmokat készíthetünk.
A műizmok okos anyagok.
Ha áram folyik rajtuk,
összehúzódnak, hajlanak vagy csavarodnak.
Olyanok, mint a valódi izmok.
Motor helyett műizmot használunk.
Gumicukorból is lehet műizmot készíteni.
Gumicukorból és némi sóból
egy kis hókusz-pókusszal
műizmot állíthatunk elő.
Megcsinálhatjuk természetes gumiból, latexből,
léggömbből,
gumikesztyűből.
Robotot még papírból is lehet készíteni.
Árammal hajtott szerkezetet
papírból is készíthetünk.
Kimutattuk, hogy a mikroba-üzemanyagcella gyomrát meg lehet csinálni
papírból.
Az egész robotot megépíthetjük biológiailag lebomló anyagokból.
És miután kidobjuk, teljesen lebomlik.
Ez rendkívül izgalmas,
és teljesen megváltoztatja a robotokról alkotott képünket.
De azt is lehetővé teszi, hogy kreatívak legyünk,
hogy eltöprengjünk azon, mit kezdhetünk a robotokkal.
Mondok egy példát.
Ha gumicukorból robotot csinálhatnánk...
ugye, megehetjük, nem?
Miért ne csináljunk valami ilyesmit?
Robot gumimacit.
Ezeket korábban előkészítettem.
Megvan a csomag.
Itt egy citromízű.
Bekapom a gumimacit, jó, ez még nem a robot.
Úgy teszünk, mintha...
A szánkba vesszük,
a citrom finom.
Ne rágjuk meg nagyon, ez robot, lehet, hogy nem szereti.
Aztán lenyeljük.
Bejut a gyomrunkba.
A gyomrunkban izeg-mozog, gondolkodik,
valamit csinál.
Továbbmehet a beleinkbe,
rájöhet, van-e fekélyünk vagy rákunk,
beadhat egy injekciót, ilyesmit.
Tudjuk, hogy egyszer megteszi a dolgát.
Gyomrunk befogadja,
vagy ha nem akarjuk,
keresztülmehet rajtunk
a vécébe,
és a természetben biztonságosan lebomlik.
Ez megint csak megváltoztathatja nézetünket a robotokról.
A szennyeződést elfogyasztó robotokkal kezdtük,
és eljutottunk az ehető robotokig.
Remélem, ez ötletet ad önöknek,
hogy mit kezdhetünk a jövő robotjaival.
Köszönöm figyelmüket.
(Taps)