Роборослини зможуть будувати інфраструктуру для людей на Марсі: перші успіхи уже є

Роботи-рослини в майбутньому можуть будувати інфраструктуру для земних поселенців на інших планетах. При чому робитимуть вони це із того, що самі знаходитимуть у ґрунті.

Розробкою перший таких "помічників" займається італійська біологиня та інженерка Барбара Маццолаї, повідомляє MIT Press. Попри те, що уявити поєднання роботів та рослин, яке було б ефективним помічником для людини досить не просто, Маццолаї переконана, що здоровий глузд у цьому є.

Найменш видима частина рослин – їхнє коріння – може бути не таким цікавим та яскравим, як квіти чи листя, але саме воно міцно закріплює рослину і постійно збирає інформацію з ґрунту, щоб вирішити, в якому напрямку рости, щоб знайти поживні речовини, уникнути солоного ґрунту і не заважати корінню інших рослин. Іншими словами, як пояснила вчена, коріння рослин є фантастичною системою для підземної розвідки.

"Це змусило нас переосмислити все, від матеріалів до зондування та керування роботами" – заявила вона.

Ідея використовувати роборослини у космосі виникла у Маццолаї під час зустрічі із представниками Європейського космічного агентства (ESA). Під час зустрічі вона зрозуміла, що космічні інженери борються з проблемою, яку рослини блискуче вирішили кілька сотень мільйонів років тому.

"У справжніх рослин коріння виконує дві функції. Вони досліджують ґрунт у пошуках води та поживних речовин, але ще важливіше те, що вони закріплюють рослину, яка в іншому випадку зруйнувалася б і загинула", – пояснила науковця.

Закріплення, як виявилося, є проблемою не лише для рослин, але й для космічних апаратів, ваги яких іноді просто недостатньо аби триматися на космічних об'єктах – чи то Марс, Місяць, чи астероїд, що не мають такої сили тяжіння, як Земля.

Наразі для цього космічні апарати оснащують гарпунами, пресуючими цвяхами та бурами. Але ці системи з часом стають ненадійними, якщо ґрунт просідає або ж і зовсім не спрацьовують.

Маццолаї ж та її команда ще у 2008 році придумали систему, яка дозволить вирішити цю проблему і пропонувала протестувати її на Марсі, але в ESA тоді від неї відмовилися.

" Це було занадто футуристично та вимагало технологій, яких ще не було", – пояснила біологиня.

За ідеєю, космічний корабель під час жорсткої посадки зробить заглиблення в ґрунті, в яке висадить "насінину", з якої швидко проростате роботизований корінь, створюючи тиск на ґрунт та забезпечуючи фіксацію. Такий корінь також буде здатний аналізувати ґрунт, аби закріплюватися якомога ефективніше.

Згодом Маццолаї переконала Європейську комісію профінансувати трирічне дослідження, результатом якого став робот, натхненний рослинами, під кодовою назвою Plantoid.

"Це була незвідана територія … створення робота без наперед визначеної форми, який міг би рости і пересуватися по ґрунту – робота, що складається з незалежних одиниць, які б самоорганізовувалися і приймали рішення колективно", – розповіла вчена.

Маццолаї та її команда спроектували коріння робота як гнучкі, зчленовані, циліндричні конструкції з механізмом, який може рухати їх кінчики в різних напрямках. Замість механізму подовження, розробленого для початкового дослідження ЄКА, Маццолаї зрештою спроектувала справжній механізм росту, по суті, мініатюрний 3D-принтер, який може безперервно додавати матеріал за кінчиком кореня, таким чином проштовхуючи його в ґрунт.

Робот випускає нагріте пластикове коріння, яке швидко охолоджується та стає твердим, фіксуючись у ґрунті.

"Той факт, що корінь тисне на ґрунт лише кінчиком, робить його принципово відмінним від традиційних свердел, які є дуже руйнівними. Коріння, навпаки, шукає існуючі розломи ґрунту, в які можна прорости, і лише якщо не знаходить їх, то чинить тиск, достатній для того, щоб самому створити розлом", – пояснює Маццолаї.

Він також оснащений м'яким складчастим листям, яке м'яко рухається до світла і вологи. Наразі це листя не може перетворювати світло на енергію, але професор хімії в EPFL в Лозанні Міхаель Гратцель уже розробив прозорі складні плівки, наповнені синтетичним хлорофілом, здатні перетворювати і зберігати електроенергію зі світла, які одного дня можуть перетворитися на штучне листя, що живить роботів-планктоїдів.

Тим часом Маццолаї з командою вже працюють над новим роботом, під назвою Growbot, натхненням для якого стали дерева, що лазять по землі. Вони дуже ефективно використовують підказки з навколишнього середовища, щоб знайти найкраще місце для закріплення.

Цей новий проект може одного дня привести до створення роботів-дослідників, які зможуть працювати в темному середовищі з великою кількістю порожнього простору, наприклад, у печерах чи колодязях.

Але Маццолаї не забуває про ідею, з якої все почалося: висаджувати роборослини і дозволяти їм рости на інших планетах.

За її словами, роботи, натхненні рослинами, могли б не лише відбирати зразки ґрунту, а й виділяти хімічні речовини, щоб зробити його більш родючим – чи то на Землі, чи то на тераформованому Марсі.

Роборослини також можна буде використовувати для вирощування цілої інфраструктури з нуля.

"По мірі росту коріння планетоїдів і гілки гроуботів створюватимуть порожнисту структуру, яку можна буде заповнювати кабелями або рідинами", – пояснила вона.

Ця здатність автономно вирощувати інфраструктуру для функціонування об'єкта мала б велике значення при колонізації ворожих середовищ, таких як Марс, де ліс рослинних роботів міг би аналізувати ґрунт і шукати воду та інші хімічні речовини, створюючи стабільну структуру з водопроводом, електропроводкою і кабелями зв'язку.

Раніше OBOZREVATEL також розповідав про ідею вчених, які хочуть будувати астронавтам на Марсі будинки з картоплі і солі.

Вони розробили новий тип матеріалу, який назвали "космічним бетоном". Його особливість в тому, що разом із марсіанським пилом він містить такі незвичайні для будівництва складники, як картопляний крохмаль та сіль.

Підписуйтесь на канали OBOZREVATEL в Telegram і Viber, щоб бути в курсі останніх подій.