Powiedz słowo „popcorn”, a prawdopodobnie pomyślisz o smakowitej uczcie teatralnej. Ale te małe jądra są w stanie zrobić znacznie więcej niż tylko wyciszyć stłumione napięcie filmu Johna Krasińskiego. Zawierają przenośny rezerwuar siły. Po dodaniu ciepła proces pękania uwalnia pudełko energii Pandory, które, jeśli zostanie wykorzystane, może zostać uruchomione.
Steven Ceron, inżynier mechanik z Cornell University (i, jak przypuszczamy, wielbiciel popcornu), postanowił zrobić to właśnie w serii eksperymentów. W maju przedstawił kuszące odkrycia na Międzynarodowej Konferencji Robotyki i Automatyki IEEE: roboty zasilane popcornem. Teraz Ceron spisał swoje wyniki w gazecie - i spowodowało to dość zamieszanie w robotyce.
„Moją pierwszą reakcją było zastanowienie się, czy to był bardzo dobrze zbadany żart” - mówi Adi Azulay, programista w firmie Microsoft, który nie był zaangażowany w badania. „Ale zrobili wszystko i osiągnęli wszystko, co zamierzali zrobić”.
Zrozumiałe jest, jak to wszystko może zostać przesadzone. Wyrażenie „roboty zasilane popcornem” przywołuje całkiem niezły obraz - ale zanim Twoja wyobraźnia oszaleje dzięki fabule filmu B przedstawiającej hiper-inteligentne humanoidy wyrzucające ogniste jądra na ulice Manhattanu, pamiętaj, że funkcjonalność napędzana kukurydzą jest wciąż dostępna jego niemowlęctwo.
Roboty przedstawione w artykule Cerona, „Napędy robotów napędzane popcornem”, są proste: na przykład jedna jest trójpalczastą ręką, która chwyta sprężystą piłkę; inny utrzymuje wagę dziewięciofuntowego kettlebell.
Siłowniki są elementami urządzeń lub systemów, które przekształcają energię w celowy ruch, zwykle w celu wykonania zadania - jak mechanizm, który zamyka i otwiera zawór uwalniający parę. Ale siłowniki mogą wykraczać poza maszynerię: na przykład twój biceps jest rodzajem siłownika, ponieważ kieruje energię z komórek do ruchów, takich jak zginanie.
Kiedy wyskakuje jądro popcornu, ulega ono uderzającej przemianie fizycznej. Aplikacja podgrzewa kieszenie z wodą w samorodku w kształcie łzy. W końcu ciśnienie narasta do tego stopnia, że nie może być dłużej powstrzymywane przez kruchą zewnętrzną powłokę - i zawartość skrobi eksploduje (nawiasem mówiąc, „pop”, który słyszysz, jest właściwie dźwiękiem uwalnianej pary wodnej pod ciśnieniem kajdany). Ta prawdziwie wulkaniczna erupcja pozwala pirochetycznemu, skrobiowemu ciału w środku wydostać się na zewnątrz, zwiększając objętość do 15, 7 razy. Skąpane we względnie chłodnym otaczającym powietrzu kłębki wysychają i osiedlają się w puszyste, chrupiące chmury, które tak dobrze łączą się z masłem i solą.
Ceron i jego koledzy zdali sobie sprawę, że zbyt długo obserwowali, jak ta energia marnuje się. Próbując wykorzystać siłę popu, badacze postanowili sprawdzić, czy mogą pójść przeciw ziarnu i przesunąć granice tej podstawowej skrobi.
W jednym eksperymencie naukowcy wykorzystali popcorn do zasilania siłownika „zakleszczającego”, dodając integralność strukturalną luźnej zewnętrznej skorupie podczas pękania jądra. Popcorn zakleszczył się przy rozszerzaniu, czyniąc strukturę wystarczająco sztywną, aby podciągnąć wiszący 100-gramowy ciężar w górę. W innym zespół wykorzystał popcorn wyłącznie jako źródło energii, umieszczając ziarna w elastycznym pojemniku między dwiema płytkami przymocowanymi drutami. Gdy jądra pękły, płyty zostały odepchnięte, naprężając druty i zaciskając podobny do dłoni „chwytak” zamknięty pod urządzeniem.
„Naprawdę mamy nadzieję, że [ta praca] zmotywuje innych do rozważenia nietradycyjnych materiałów, nawet czegoś tak przypadkowego jak popcorn”, mówi Ceron w wywiadzie dla Evana Ackermana z IEEE Spectrum .
Duży minus robotów zasilanych popcornem? Nie ma Benjamina Buttoninga w tych banalnych eksplozjach. Jest to nie tylko jednorazowy aktywator - ale po napełnieniu systemu trzaskającą kukurydzą nadal musisz usunąć gruz (chociaż, jak wskazuje papier, wybuchające jądra rozpuszczą się w wodzie po dwóch tygodniach), co jest fajny, jeśli działasz w bardzo, bardzo luźnym terminie).
Ale to, czego popcorn nie ma w zrównoważeniu, rekompensuje lekkością, opłacalnością i podatnością na biodegradację - zwłaszcza w porównaniu z pompą powietrzną, która, choć zdolna do recyklingu powietrza przez swój system, wymagałaby również stosunkowo drogiego procesu produkcyjnego, który dodaje duża waga systemu robotycznego. Innymi słowy, być może popcorn może stać się kompostowalnym talerzem zrobotyzowanej zastawy stołowej.
„Nie zawsze musimy szukać zaawansowanych rozwiązań” - przekonuje przełożony Ceron, Kirsten H. Petersen, która prowadzi Cornell's Collective Embodied Intelligence Lab, w komunikacie prasowym dla Cornella. „Proste roboty są tanie i mniej podatne na awarie i zużycie.”
I oczywiście popcorn jest oh-taki jadalny. Jednym z atrakcyjnych zastosowań może być możliwe do spożycia urządzenie do zabiegu medycznego - chociaż pierwsi badacze musieliby bardzo uważnie majstrować przy swojej mechanice, aby upewnić się, że seria wybuchów skrobi nie spowoduje spustoszenia w ludzkim ciele. Kolejną przeszkodą, jak zauważa Azulay, jest to, że „chociaż popcorn jest możliwy do spożycia, żaden z jego sposobów nie jest”.
Choć więc z tej pracy mogą wynikać jądra wiedzy, jak zwykle, tylko czas pokaże, czy wyniki naprawdę są warte ich soli.
