Waarom een robot het aflegt tegen een mier

Beeld Dreamstime

Ze lijken heel wat, de robots die de mens tegenwoordig maakt, maar vergeleken met de creaties van moeder Natuur slaan ze een modderfiguur.

Neem de klemkaakmier. Met zijn kaken vangt hij niet alleen zijn prooien, hij lanceert zichzelf er ook mee: in minder dan een milliseconde knalt hij van 0 naar 200 kilometer per uur (zie video hieronder). Of het schuimbeestje, een insectje dat zich supersnel wegschiet. Omgerekend naar menselijke verhoudingen springt het schuimbeestje in één keer over twee voetbalvelden.

Tekst gaat verder onder de video

Het geheim van deze buitengewone prestaties, schrijven Amerikaanse biofysici in het vakblad Science, zit in een delicate balans tussen drie ingrediënten: vermogen, veerkracht en ontladingstijd. Robotbouwers weten bijvoorbeeld wel dat ze voor snelle bewegingen veertjes moeten inbouwen, maar de eigenschappen van die veertjes moeten perfect aansluiten bij de kracht van het robotmotortje. En daar schort het vaak aan, waardoor de robotprestaties ver achterblijven bij de natuur. De biofysici hebben een wiskundig model geconstrueerd dat aangeeft hoe die ingrediënten zich bij een zekere grootte moeten verhouden.

Om die balans te illustreren beginnen de wetenschappers met een robot die iets weg moet gooien. Hoe krachtig de robot ook is, hij kan een bal niet meer vaart geven dan de snelheid van zijn werparm. Gelukkig is er de kruisboog. Daar kan hij alle energie in samenballen, die vervolgens bij het loslaten van de pees in één keer vrijkomt. De pijl schiet weg.

Maar een baksteen valt meteen op de grond. Dat is de prijs die de boogschutter betaalt: als hij het vermogen van de boog gebruikt voor een hoge snelheid, kan hij maar een klein gewicht verplaatsen. Voor een zwaarder projectiel moet hij de boog groter, zwaarder of stijver maken, maar dat gaat weer ten koste van de snelheid waarmee de samengebalde energie vrijkomt. Bovendien gaat bij zo’n grote boog een substantieel deel van de energie in de boog zelf zitten.

Wiskundige perfectie

Klein is in deze het sleutelbegrip, en de natuur heeft daarbij na miljoenen jaren een wiskundige perfectie bereikt. Het schuimbeestje heeft een soort van kruisboog in zijn lijf die hij middels palletjes aan zijn pootjes kan ontspannen. Met de spankracht van pezen zet de klemkaakmier zijn kaken als een berenval  op scherp. De absolute recordhouder is de hydra, een waterbeestje dat zich verdedigt door capsules in zijn tentakels onder de druk te zetten waarna het bij de ontlading giftige pijltjes afschiet. Honderd keer sneller dan een kogel.

De ingenieur die deze technieken in zijn robotjes wil nabootsen, kan nu het wiskundige model uit Science ter hand nemen en uitrekenen hoe groot de motortjes, veertjes en palletjes moeten worden. Heb niet al te grote verwachtingen, schrijven de biofysici. De mens is nog niet in staat het werk van de natuur te evenaren. “Een robotje springt voorlopig lang niet zo ver als een vlo.”

Lees ook: Giphart schrijft samen met een robot

Kan een machine literatuur produceren? Schrijver Ronald Giphart test het. Nog even en we zijn allemaal Reve.

Lees ook: Hersenen zijn voorlopig ruimschoots superieur aan een robot

Computers en kunstmatige intelligentie hebben de afgelopen jaren grote sprongen vooruit gemaakt. Dit betekent niet dat we binnenkort de kunstmatige en 'betere' versie van de mens zullen produceren.

Meer over

Wilt u iets delen met Trouw?

Tip hier onze journalisten

Op alle verhalen van Trouw rust uiteraard copyright. Linken kan altijd, eventueel met de intro van het stuk erboven.
Wil je tekst overnemen of een video(fragment), foto of illustratie gebruiken, mail dan naar copyright@trouw.nl.
© 2019 DPG Media B.V. - alle rechten voorbehouden