Digit – Dvononožni humanoid za industriju

Medjutim, pravo iznenadjenje dolazi u kinematici. Kinematika Digita je vrlo posebna. Svaka od ruku ima 4 servoupravljana stepena slobode. Noge su mnogo komplikovanije. Svaka od nogu sadrži 8 stepeni slobode. Ukupno 24 stepena slobode za sva četiri ekstremiteta. Ni malo jednostavno iz ugla upravljanja.

Ali, tu u kinematici, krije se jedno veliko iznenadjenje – Digit nije humanoid! On je neka vrsta himere. Jer, već letimičan pogled na oblik njegovih nogu nesumnjivo vodi na zaključak da one ni malo ne liče na noge čoveka. Tu očigledno postoji nešto uvrnuto. Jer, Digitova kolena su okrenuta naopačke?!?

Ne, ništa nije uvrnuto sa Digitovim kolenima, i nogama u celini – njegove noge su kopija mehanizma koji srećemo kod ptica. Posebno kod noja, ptice koja se u trku kreće 70 km/h, sa koracima gotovo neverovatnih 5 metara dužine. I ne samo to. Evolutivna prednost noja kao trkača je u njegovoj izdržljivosti, može da trči satima, a maratonsku stazu od 42 km bi savladao za tek nešto malo više od pola sata (svetski rekord za muškarce je četiri puta duži i iznosi 2:00:35).

Noge noja su mehanički dragulj. Čudo prirode kao konstruktora. I ne bez razloga. One su rezultat desetina miliona godina usavršavanja, od dvonogih dinosaurusa pa do današnjih ptica i modernog noja.

U poredjenju sa ljudskom nogom, četiri puta su efikasnije. Konstruktivno, ekvivalent ljudske butne kosti je prisutan kod noge noja, ali butna kost noja je proporcionalno mnogo kraća i prirodno priljubljena uz telo i podignuta, skoro zgrčena unapred. Obavijena je moćnim mišićima. Zatim sledi potkolenica, koja je vidljiva kod noja, blago zgrčena unazad. Takodje i ta kost je obavijena moćnim mišićima, ali u manjem obimu. I onda kreće iznenadjenje. Ono što nam se čini da je naopačke okrenuto koleno kod Digita, zapravo to je ljudska peta. Da, peta! Iz koje se dalje prema tlu protežu kosti onoga što mi nazivamo stopalom. Izdužene. Jako izdužene, Sa mnogo degenerisanih kostiju koje čovek normalno ima u svom stopalu. I na kraju, sledi digitovo stopalo. Ono je gruba kopija nojevog stopala, odnosno ponovo preoblikovanih prstiju, sa noktima na vrhu. Dakle, bitno izmenjena morfologija donjeg ekstremiteta u odnosu na čovekove, toliko da je teško odmah prepoznati analogiju.

Ali, gde je trik? Zbog čega je to tako priroda preoblikovala? Pa trik je u raspodeli mase i u dopuni kinematike moćnim tetivama. Mišići su u korenu noge. Vrhovi nogu su bez mišića, odnosno vrlo male mase. Od mišića do donjih stepeni slobode noge noja pružaju se moćne tetive. Tetive ne samo da prenose pogon od udaljenih mišića, već one unose i elemente elastičnosti. I ta elastičnost je druga, ekstremno korisna posebnost – noj u svom kretanju koristi kontaktnu silu tla koja popuduje elastičnu strukturu noge i odbacuje je gore i napred, posle svakog naskoka na tlo. Praktično, kao da skače na opruzi! I zato može da trži brzo, sa neverovatnom lakoćom i gracilnošću. Kao da pliva. I dugo, jako dugo. Jer je takav mehanizam kretanja izuzetno efikasan. Takodje, upravljačka funkcija je značajnim delom ugradjena u kinematiku mehanizma noge i tako bitno pojednostavljena.

Digit je brilijantan primer biomimetike, inženjerske metode projektovanja u kojoj se kao uzor za projektovanje mašina i sličnih artefakata, koristi priroda. Poput noja, Digitove noge su dragulj modernog inženjerstva!