Vi har all anledning att jubla när våra barn reser sig upp och tar sina första steg. För människans rörelser på två ben är något av det mest komplicerade mekaniska system som finns att efterlikna, berättar Viktor Berbyuk. Bara balanspunkten i vår upprättstående kropp är en utmaning och det där med att lyfta ena foten och ta ett steg ...ja, det är närmast ett mirakel.
Det som får igång benet är neurologiska impulser. Det som bestämmer hur stort steget ska vara är en kombination av erfarenheter, baserade på våra lagrade sinnesintryck, och förmågan att kunna kontrollera musklerna. Är vi bra på det så går vi med precis lagom avvägda rörelser och därmed ett effektivt utnyttjande av kraften.
Egentligen är det just dessa moment som Viktor Berbyuk arbetar med när han räknar ut de exakta rörelserna hos en industrirobot. Och precis som vi människor så måste den faktiskt spara på krafterna. Han har haft turen att få en mycket god utbildning på Universitetet i Moskva i både matematik och mekanik, nödvändig kunskap i dessa sammanhang.
För att beräkna rörelserna i dynamiska system, som består av flera delar, är tillvägagångssättet först av allt att räkna på möjliga rörelser med hjälp av matematiska modeller. Samtidigt är det nödvändigt att förstå också mekaniken och de fysiska aspekterna.
- Först måste man undersöka de inneboende möjligheterna till kraft och rörelser i ett dynamiskt flerdelssystem, de ska utnyttjas maximalt. Varje dels karaktär, egenskaper och begränsningar ger sammantaget ramen för det möjliga resultatet. För att verkligen kunna optimera hela systemet så måste man känna till alla detaljer väldigt väl. Och syftet är just att kunna kontrollera och manövrera detta på bästa sätt.
Svårigheten i ett mekaniskt dynamiskt system är att de önskade egenskaperna, det vill säga snabbhet, energieffektivitet och noggrannhet, hos exempelvis en industrirobot ofta står i motsättning till varandra. Något som ska röra sig mycket snabbt kräver också mycket energi, och går det alltför snabbt så kanske stabiliteten blir lidande och därmed också noggrannheten.
Nog är det komplext så det räcker, men trots allt har vi blivit ganska bra på att tillverka sådana här saker. I industrin arbetar nu i mycket stor utsträckning outtröttliga robotar, programmerade att göra tusentals likadana rörelser. Något som har börjat efterfrågas allt mer är helt eller delvis självgående rörliga fordon och robotar av olika slag. De skulle kunna användas på ett mer flexibelt sätt - men då måste de bli smartare. Eller också måste vi hitta ett bättre sätt att kontrollera dem.
- Med givna, tämligen oföränderliga förutsättningar fungerar det mesta ganska bra. Om de yttre förhållandena ändras så blir det värre. I vissa fall kanske det inte händer mer än att apparaten kör in i en vägg, men de måste kunna vara någorlunda pålitliga. Det är ett område där vi behöver forska mera, och det angränsar i hög grad till både elektronik och datorteknik. Då kommer man lätt över på ämnet artificiell intelligens, där impulser mottas utifrån och ger upphov till en reaktion. Vill vi ha riktigt smarta saker så tror jag på ett ökat samarbete mellan matematik, mekanik och neurovetenskap. Personligen tycker jag att det är mycket intressant.
Tillsammans med kollegor på Ukrainas vetenskapsakademi har Viktor Berbyuk utvecklat en programvara för beräkning av den mänskliga kroppens rörelser. Det är ett interaktivt program där en virtuell streckgubbe rör sig efter de givna förutsättningar man ger dess delar, i form av till exempel underbenens längd och rörligheten i olika leder.
- En tillämpning är att hjälpa till att förutse ett rörelsemönster med en viss protes. Patienter har ofta svårt att själva bedöma hur bra en protes egentligen passar dem och kroppen har en tendens att kompensera ojämnheter, vilket senare visar sig som förslitningar och skador. Proteser är framtagna efter någon slags norm för människors rörelser, men alla är unika. Här blir det verkligen ett dynamiskt möte som behöver optimeras. Just nu finns inget projekt igång kring detta, men det skulle vara väldigt roligt att starta det här i Sverige.
Viktor Berbyuk har haft samarbete med Sverige sedan 1993 och fungerat som gästprofessor på Chalmers i tre år. Nu är Göteborg hemmaplan och studierna i svenska är igång för fullt. Den närmaste tiden vill han försöka fundera över hur linjerna ska dras upp för den nya Avdelningen för mekaniska system och grundutbildningen formas på bästa sätt. Och inte minst se över marknaden ordentligt.
(Intervjun gjordes 2001 av Sofie Hebrand för skriften Ny kunskap.)