Περιεχόμενα Άρθρου
Ένα νέο υδρόβιο ρομπότ εμπνευσμένο από τις ακτίνες Manta κατέρριψε το παγκόσμιο ρεκόρ για το πιο γρήγορο κολυμβητικό μαλακό ρομπότ. Το ρομπότ, που σχεδιάστηκε από μια ομάδα μηχανικών από το Πολιτειακό Πανεπιστήμιο της Βόρειας Καρολίνας και το Πανεπιστήμιο της Βιρτζίνια, κατάφερε να φτάσει σε ταχύτητες 6,8 μήκους σώματος ανά δευτερόλεπτο. Αυτό προκύπτει με ταχύτητα κολύμβησης 156,4 mm ανά δευτερόλεπτο ή περίπου 0,35 mph. Αυτός ο χρόνος ξεπερνά το προηγούμενο ρεκόρ των 3,74 μηκών σώματος ανά δευτερόλεπτο που είχε τεθεί προηγουμένως από τους ίδιους ερευνητές. Ερευνητές πίσω από τη μηχανή, οι οποίοι δημοσίευσαν τα ευρήματά τους σήμερα στο Προόδους της Επιστήμης, είπε Λαϊκή Επιστήμη το νέο σχέδιο θα μπορούσε να είναι χρήσιμο για μελλοντικές προσπάθειες εξερεύνησης βαθέων υδάτων.
Οι ερευνητές αρχικά ξεκίνησαν να δημιουργήσουν ένα μαλακό, υδρόβιο ρομπότ που ήταν ταυτόχρονα γρήγορο, ενεργειακά αποδοτικό και εξαιρετικά ευέλικτο. Όπως συμβαίνει συχνά, κοίταξαν τη φύση για έμπνευση. Αν και κάποιος θα μπορούσε αρχικά να σκεφτεί να μοντελοποιήσει ένα τέτοιο σχέδιο ενός Marlin ή άλλου διαβόητα γρήγορου ψαριού, οι ερευνητές έλκονταν από τις ακτίνες Mana και, ειδικότερα, τα μοναδικά «θωρακικά πτερύγια που μοιάζουν με φτερά».
Ο φοιτητής διδάκτορας της Πολιτείας της Βόρειας Καρολίνας και συν-συγγραφέας του Paper, Haitao Qing είπε Λαϊκή Επιστήμη γοητεύεται από τους τρόπους με τους οποίους οι ακτίνες και άλλα θαλάσσια ζώα κινούνται με αξιοσημείωτη ενεργειακή απόδοση. Τα φυσικά βιολογικά τους σχέδια, κατά την άποψή του, φαίνονται «εγγενώς βελτιστοποιημένα» για εργασίες όπως η πλοήγηση σε μη δομημένα περιβάλλοντα, μια ικανότητα με την οποία συνήθως παλεύουν τα παραδοσιακά άκαμπτα ρομπότ. Αφού παρατήρησε περαιτέρω το ζώο, ο Qing συνειδητοποίησε ότι οι κομψές κινήσεις και τα μοτίβα κολύμβησης «ευθυγραμμίζονται τέλεια με τους στόχους της μαλακής ρομποτικής».
«Οι ακτίνες Manta έγιναν φυσική πηγή έμπνευσης λόγω της μοναδικής μηχανικής κολύμβησης, που συνδυάζει αποτελεσματικότητα, ταχύτητα και ευελιξία», είπε ο Qing. «Τα θωρακικά πτερύγια τους που μοιάζουν με φτερά δημιουργούν ταλαντευτικές κινήσεις που δεν είναι μόνο χαριτωμένη αλλά και εξαιρετικά αποτελεσματική για την πρόωση, επιτρέποντάς τους να γλιστρούν αβίαστα στην επιφάνεια του νερού και κάτω από το νερό».
Βίντεο: Οι ερευνητές σχεδίασαν ένα ρομπότ με μαλακό σώμα με πτερύγια που πτερύγια που επιστρέφουν αυθόρμητα στην αρχική τους κατάσταση. Πίστωση: Haitao Qing, North Carolina State University
Δύο πτερύγια στην τιμή του ενός
Οπλισμένοι με αυτή την έμπνευση, οι ερευνητές σχεδίασαν ένα ρομπότ κολύμβησης κατασκευασμένο από ένα εύκαμπτο σώμα σιλικόνης με εύκαμπτα ευρήματα που μοιάζουν με αυτά που βρίσκονται στις ακτίνες. Αυτό το νέο ρομπότ, βασισμένο στο προηγούμενο σχέδιο της ομάδας, εισήγαγε αυτό που ο Qing αποκαλεί «μονοστάσιμο μηχανισμό κουμπώματος». Προηγουμένως, οι ερευνητές θα έπρεπε να αντλούν πεπιεσμένο αέρα στο σώμα του ρομπότ για να κάνουν τα φτερά του να πέφτουν και προς τις δύο κατευθύνσεις. Αυτή η νέα προσέγγιση θα απαιτούσε ακόμα αέρα για να χτυπήσει τα φτερά με τη μία, αλλά στη συνέχεια θα τσιμπολογούσαν παθητικά το χτύπημα ανάκτησης του ρομπότ. Το αποτέλεσμα: ένας απλούστερος, πιο ενεργειακά αποδοτικός κολυμβητής ρομπότ.
«Αυτή η απλοποίηση ενίσχυσε την ενεργειακή απόδοση, μείωσε τη μηχανική πολυπλοκότητα και αύξησε τη συνολική ταχύτητα κολύμβησης», είπε ο Qing.
[Related: Why animals run faster than their robot doppelgängers… for now]
Οι ερευνητές βελτίωσαν το σχέδιο φτερών του ρομπότ από προηγούμενες εκδόσεις με μια νέα γεωμετρία που ο Qing λέει ότι πέτυχε μια καλύτερη συνολική ισορροπία ταχύτητας και απόδοσης. Ομοίως άλλαξαν σε ένα πνευματικό σύστημα μίας εισόδου που βοήθησε να γίνει το ρομπότ ευκολότερο στον έλεγχο και πιο προσαρμόσιμο στις πιθανές αλλαγές στο περιβάλλον του. Ρύθμισαν επίσης την άνωση του ρομπότ έτσι ώστε να μπορεί να κολυμπήσει τόσο κοντά στην επιφάνεια του νερού όσο και βαθύτερα.
Τα ρομπότ Manta ray θα μπορούσαν να εξερευνήσουν τους ωκεανούς και να ερευνήσουν τη θαλάσσια ζωή
Οι ερευνητές οδήγησαν τον μαλακό κολυμβητή τους μέσα από δύο υποβρύχιες διαδρομές με εμπόδια, ένα κοντά στην επιφάνεια και ένα προς τον πυθμένα μιας δεξαμενής νερού. Ένας από τους ερευνητές έλεγχε εξ αποστάσεως το ρομπότ, καθοδηγώντας το και προσαρμόζοντας τις φορές που χτυπούσαν τα φτερά του χρησιμοποιώντας το πνευματικό σύστημα ελέγχου. Ο σχεδιασμός ακτίνων Manta βοήθησε το ρομπότ να κολυμπήσει πέρα από εμπόδια στην πορεία και να το κάνει σε χρόνο παγκόσμιο ρεκόρ για ένα ρομπότ με μαλακό σώμα. Τώρα, σύμφωνα με δήλωση του φοιτητή Jie Yin του Πανεπιστημίου της Βόρειας Καρολίνας, η ομάδα εξετάζει τη βελτίωση της πλευρικής κίνησης του ρομπότ και την προσθήκη νέων μοντέλων ενεργοποίησης για να το προωθήσει προς τα εμπρός.
«Στόχος μας είναι να το κάνουμε αυτό με ένα σχέδιο που διατηρεί αυτή την κομψή απλότητα», είπε ο Yin.
Η πραγματική ομορφιά του σχεδιασμού του ρομπότ», είπε ο Qing, βασίζεται στην απλότητά του. Κοιτάζοντας το μέλλον, θα μπορούσε να δει σενάρια πραγματικού κόσμου όπου οι ερευνητές χρησιμοποιούν ρομπότ κολύμβησης με αυτή τη βελτιωμένη κίνηση για παρατεταμένη εξερεύνηση βαθέων υδάτων, υποβρύχια θαλάσσια επιτήρηση ή ακόμα και για την παρακολούθηση των επιπέδων ποιότητας του νερού για σημάδια ρύπανσης και περιβαλλοντικών αλλαγών. Δεν υπάρχει τίποτα που να περιορίζει απαραίτητα αυτό το σχέδιο στους ωκεανούς. Ο Qing είπε ότι μια παρόμοια προσέγγιση πτερυγίων πτερυγίων θα μπορούσε επίσης ενδεχομένως να εφαρμοστεί σε ρομπότ που λειτουργούν στη γη και στον αέρα.
PopSci’s Guide to Cyber Monday
VIA: popsci.com
Greek Live Channels Όλα τα Ελληνικά κανάλια:
Βρίσκεστε μακριά από το σπίτι ή δεν έχετε πρόσβαση σε τηλεόραση;
Το IPTV σας επιτρέπει να παρακολουθείτε όλα τα Ελληνικά κανάλια και άλλο περιεχόμενο από οποιαδήποτε συσκευή συνδεδεμένη στο διαδίκτυο.
Αν θες πρόσβαση σε όλα τα Ελληνικά κανάλια
Πατήστε Εδώ
Ακολουθήστε το TechFreak.GR στο Google News για να μάθετε πρώτοι όλες τις ειδήσεις τεχνολογίας.
