Os cientistas abrem o segredo da natureza para os mini robôs Superfast
A Universidade da Califórnia, Berkeley, Georgia Technology e Ajo University, em Coreahaz do Sul, são a força motriz do fã único dos Staders de Rakosselia Water, que os rouba para deslizar pelos riachos que fluem de perto e intimamente inativos. Inspirado por essas invenções biológicas, o grupo criou um robô revolucionário do tamanho de insetos, que inclui fãs de auto-marcação gravados que refletem os movimentos ativos dos erros de Ragovelia. O estudo destaca como a forma e a atividade de uma adaptação biológica projetada por uma escolha natural podem melhorar os Logomos e a intolerância de estridores de água e robôs de engenheiros biológicos sem obter custos adicionais de energia.
Melhora um movimento automático da interface do ventilador
Os Striders de água de Rakovelia são únicos entre os striders de água, porque esses semi -insetos com tamanho de milímetro usam estruturas especiais semelhantes a fãs em suas pernas de impulso que permitem voltas rápidas e explosões de velocidade.
“Fiquei interessado pela primeira vez quando os erros de ondulação estavam trabalhando como cartão postal na Universidade Estadual de Kenusa durante as infecções”. Victor Ortega-Jimenez é agora um biólogo integrado da Universidade da Califórnia, o principal autor de Berkeley. Ortega-Gemanes examinou anteriormente o desempenho de salto dos grandes estriders de água de Kerriday da água instável, mas os erros da RaHowelia eram diferentes. “Esses pequenos insetos giraram muito rapidamente na superfície dos riachos turbulentos e se pareciam com os insetos voadores. Como eles estavam fazendo isso? A pergunta permaneceu comigo. A pergunta permaneceu comigo.
Até agora, acreditava -se que esses fãs estavam funcionando apenas pela atividade muscular. No entanto, um estudo publicado em 21 de agosto Ciência.
“Pela primeira vez, é absolutamente inesperado perceber que um ventilador isolado com uma queda de água com uma queda de água é completamente inesperado”, disse o Dr. Ortega-Jimenez.
Essa combinação significativa do declínio durante a unidade permite que os erros façam reviravoltas nítidas em apenas 50 ml de segundos e movam até 120 comprimentos do corpo por segundo e competam com o rápido fluxo de ar das moscas voadoras.
A cooperação é importante
Quando o Dr. Ortega-Gemenez ingressou no DEC da Geórgia depois de deixar a KSU, o Dr. Sadh Pamla apresentou o projeto e as observações iniciais sobre os erros de Ragovelia, e ele estava interessado em pesquisá-lo. O Dr. Bamla trouxe em colaboração com o grupo do Dr. J-Sung e abre novas possibilidades para integrar biologia, física e robótica no projeto.
Pamla disse: “Vimos que uma invenção real está oculta no ponto de vista vazio. Muitas vezes, pensamos que a ciência é um jogo de genialidade separado, mas isso não pode estar longe da verdade. A ciência moderna é sobre a natureza e o grupo intermediário de cientistas interessados que estão trabalhando juntos nos limites e campos de estudar novas máquinas de voga”.
Esse esforço intermediário, que combina a biologia do teste, a física líquida e o design de engenharia, continuou por mais de cinco anos.
Rakobot nasceu: a próxima geração de robôs aquáticos
A criação de robôs de insetos inspirados nos erros de ondulação foi um enorme desafio, especialmente um design misterioso do design micro -estrutural do fã. Dr. Dongjin Kim, da Universidade Ajo, Dr. Dongjin Kim e Professor J.E.
“Inicialmente, projetamos uma variedade de fãs cilíndricos. Normalmente, pensamos em como o cabelo se parece. No entanto, a geração funcional dupla do ventilador e a natureza flexível do punho. Não foi anunciado antes, o Dr. Dongjin Kim, um pesquisador adiado da Universidade de Ajo.
Juntamente com essas idéias, a estrutura e a função desse sistema de impulso natural são capazes de reproduzi -lo em um formato de robô. Como resultado, a engenharia de um ventilador de elastocopilar miligrama, ele se usa, que é integrado ao robô com tamanho de inseto. Este microfot contém impulso avançado, frenagem e intriga, que é verificado por testes que incluem insetos diretos e protótipos de robô.
“Nossos fãs de robôs usam forças de rega de auto-marf e qualquer outra coisa que não seja a geometria flexível seus colegas biológicos. É uma forma de inteligência instrumental que foi limpa pela natureza através da evolução de milhões de anos. Disse Je-Sung Ko.
Este estudo não apenas estabelece uma ligação direta entre a micro -estrutura do ventilador e o controle de locomoção aquática, mas também define a base para o design futuro de pequenos robôs semi -quáticos que podem explorar superfícies de água em ambientes desafiadores e rápidos.
O sistema de ventilador do erro de ondulação é rapidamente aberto quando cai da água, e a dualidade biomecânica pioneira foi revelada – alta flexibilidade para classificação rápida e alta disfunção erétil. Essa robótica aquática de tamanho duplo aborda os limites de longo prazo, ou seja, recuperação ineficaz de derrame e manobra definida.
Desenhando espiral e ondas na água
Durante o impulso, os striders de água que não recebem o bário (por exemplo Gerridae Família) criam loops bipolares característicos e ondas capilares quando atingem seus pés super -hidrópicos com água. Pelo contrário, os erros de Rakovelia feitos pelo ventilador criam uma assinatura em espiral única e complexa a cada golpe, que se assemelha ao despertar produzido dobrando as asas no ar.
“Em Rakovelia, é como se pequenas asas estivessem presas às pernas como Hermes, o deus grego”, disse o Dr. Ortega-Zimanes. “Além dos erros de ondulação da mesma forma no impulso baseado em arrasto, pesquisas futuras são necessárias para determinar se o impulso baseado em elevação com estruturas semelhantes a fãs”.
Isso é possível por causa disso é porque os besouros em espiral e os ferreiros são evidenciados que nadando pelas pernas peludas e pernas da página da web, respectivamente.
Além desses loops, os erros de racovelia também formam ondas simétricas durante o pé, elas parecem ajudar com a geração de motivação e com forte arco no corpo.
De pé contra a água turbulenta
Os riachos naturais são um verdadeiro desafio, especialmente para pequenos animais que vivem e se movem na interface. Bugs ondulantes, aproximadamente um tamanho de grão de arroz, água muito em mudança, ondulada e turbulenta, enquanto escapa dos caçadores, pegando presas e encontrando caras. Os níveis comparativos da turbulência que esses insetos têm diariamente são mais do que geralmente experimentamos durante a turbulência do ar. Surpreendentemente, esses erros no laboratório revelaram sua tolerância significativa de vinte e quatro horas de monitoramento.
“Eles são suspensos apenas durante todo o dia e noite, mofo, companheiro ou forragem”, disse Ortega-Jimenez. Essas condições instáveis encontradas nos fluxos indicam uma dificuldade significativa na criação de micro-robôs da interface, capaz de se mover efetivamente em corpos d’água tão imprevisíveis.
“Ao projetar robôs em pequena escala, é importante calcular o ambiente específico que eles operam neste caso, a superfície da água. Ao melhorar as propriedades únicas desse ambiente, o desempenho e o desempenho de um robô podem melhorar bastante. Jesung Ko.
Finalmente, essas invenções podem ter amplos impactos na robótica do Boyoinpire, especialmente para os equipamentos que podem ser usados para poder confundir interfaces aquáticas, como sistemas de monitoramento ambiental, microssapods e insetos de pesquisa e recuperação.
