Satsning på amöbarobotar

Amöban och det japanska järnvägsundret
Det började med att Toshiyuki Nakagaki, världsberömd professor vid universitet i Nagasaki, studerade hur man kunde använda den encelliga amöban Physarum för att visa bästa sättet att bygga upp järnvägar.

Han tog en sådan amöba och lade Cornflakes på alla orterna. Storleken på cornflakesflingorna stod i proportion till de olika orterna och så fick den genomskinliga amöban skapa ett nätverk för att transportera näringsämnen inom cellen.

Detta visade sig ligga väldigt nära det verkliga järnvägsnätet i Japan. Och det är svårt att tänka sig hur det japanska järnvägsnätet skulle kunna fungera bättre.

Den biologiska matematiken
Samtidigt bedrev lektor Anders Johansson sin forskning vid Högskolan i Gävle där en av grundidéerna var att förstå hur myror kan optimera och hitta den kortaste vägen, trots att de inte kan se, inte har någon överblick.

– Avsikten var att beskriva exakt hur det går till, för att sedan kunna generalisera resultaten till många andra organismer, säger Anders Johansson, matematiklektor vid Högskolan i Gävle.

Samarbete med Japan inleddes
För att formulera en matematisk modell tog Nakagaki hjälp av tillämpade matematiker. Anders fick kännedom om projektet, som han tyckte var mest lovande av alla idéer som fanns i sammanhanget.

– De höll på med modeller för myror och bin, men så kom Nakagaki med Physarummodellen, och de kom på att man kan bygga myrmodellen utifrån detta.

Samarbetet har nu pågått i 3 år. Gruppen består av 10 forskare från Frankrike, Japan och så Anders, och där ingår biologer, robotforskare och tillämpade matematiker.

– Toshiyuki Nakagaki har till och med skrivit en barnbok om Physarum. Han var biofysiker och märkte när han studerade detta att de här systemen blev väldigt effektiva.

– Det kan tilläggas att Nakagaki tillsammans med två av de andra forskarna har mottagit Ig Nobel-priset för sina undersökningar. Priset ges till forskning som kan synas förvånansvärd, men som kan ge upphov till eftertanke och nya perspektiv. 

Mer kunskap
Gruppen kom fram till att de behövde uppgradera modellen för slumpvandring, hur vandringarna styrs och att de inte var ett utslag av lokal slump.

Om man har robotar så kommer de att röra sig rent plant men också i höjdled och hur kan man lära sig den här geometrin?

Resultatet blev en enkel modell baserad på lokal positiv feedback: Om en transportväg används så förstärks och utökas den.

Robotutveckling
– Min insats är grundforskning men japanerna sysslar med robotutveckling, amöba-robotar. De satsar stora pengar för att ta fram robotar som rör sig enligt dessa principer.

Mobiliteten ska inte behöva styras utan ligga i ett sympatiskt, självlärande, nervsystem. En annan fördel är att dessa amöba-robotar kan röra sig i utrymmen som inga vanliga robotar klarar.

Amöba-roboten
I Framtiden ska man lägga processorkraften där den behövs. De här amöba-robotarna undviker hinder och behöver inte lägga sin processorkraft på att röra sig. Man har till exempel konstruerat robotar vars rörelsemekanik efterliknar den av amöbor och maskar.

Den böljar liksom fram
Robotarna är kanske en halvmeter och rör sig framåt tryckdrivet, de böljar liksom fram när de rör sig. De rör sig väldigt bra, de har leder, de har väldigt lite spänning i sig och det är det som är poängen. När de stöter på ett hinder kommer de aldrig att skada hindret utan de ändrar sig istället och tar sig runt.

– Processorkraften läggs på det de ska göra och i ett lite högre system kan man tänka sig att de ska kunna utföra någon form av transport eller bygga något, avslutar Anders Johansson.