Материалы портала «Научная Россия»

Американские инженеры создают выпрыгивающего из воды робота

Американские инженеры создают выпрыгивающего из воды робота
Ученые из Корнельского университета разрабатывают выпрыгивающего из воды робота, изучая для этого механизм прыжков у ракообразных и лягушек.

Ученые из Корнельского университета разрабатывают выпрыгивающего из воды робота, изучая для этого механизм прыжков у ракообразных и лягушек, свои выводы специалисты представили в ходе 71-го ежегодного совещания Отделения по физическому развитию Fluid Dynamics Американского физического общества, которое состоялось 18-20 ноября в Центре Всемирного конгресса Джорджии в Атланте (Джорджия).

Исследователи выяснили, что высота прыжка животного сильно связана с размерами его тела, а «захваченная масса воды» усложняет прыжок, ограничивая его высоту.

Сангван Юнг - доцент кафедры биологии и экологии в Корнельском университете, и один его учеников, Брайан Чанг, представили на совещании свои разработки по созданию роботизированной системы, вдохновленной прыгающими копеподами (крошечными ракообразными) и лягушками.

«Мы собрали данные о водных животных разных размеров - от примерно 1 миллиметра до десятков метров, которые выпрыгивают из воды, и смогли выяснить, как максимальная высота их прыжка связана с размером тела», - сказал Юнг.

В природе животные часто перемещаются и выходят из воды для различных целей, в том числе избегая хищников, ловя добычу или общаясь. «Но поскольку вода в 1000 раз плотнее воздуха, вход в воду или выход из нее требуют больших усилий, поэтому водные животные сталкиваются с механическими проблемами», - сказал Юнг.

Поскольку субъект - например, дельфин или копепод - прыгает через воду, к нему добавляется так называемая «захваченная водная масса». Эта водная масса включается и мчится в потоке вдоль тел животных. Группа обнаружила, что захваченная водная масса важна, поскольку она ограничивает максимальную высоту прыжка животных.

«Мы пытаемся понять, как биологические системы умеют эффективно определять и преодолевать эти проблемы, чтобы максимизировать производительность. Это могло бы пролить свет на то, как инженерные системы могут двигаться через слои воздуха и воды», - сказал Юнг.

Большинство водных животных имею обтекаемую форму, которая ограничивает эффект захваченной водной массы, поэтому вода легко скользит по телу. «Вот почему они такие хорошие прыгуны, - сказал Юнг. – Но, когда мы изготовили и протестировали роботизированную систему, похожую на прыгающих животных, она не прыгала так же сильно, как животные. Почему? Наш робот не так хорошо обтекаем и несет с собой много воды. Представьте, что выходите из бассейна с влажным пальто - вы, возможно, не сможете ходить из-за веса воды».

Новый робот группы имеет простой дизайн, похожий на дверную петлю с резиновой лентой. Резиновая лента обертывается вокруг внешнего периметра дверной петли, напечатанной на 3D принтере, в то время как крошечный провод, который удерживает петлю, позволяет ей перевернуться обратно, когда жидкость сдвигается вниз. «Этот робот показывает важность захваченной водной массы в момент, когда объект выпрыгивает из воды», - сказал он.

Затем группа будет модифицировать и улучшать свою роботизированную систему, чтобы она могла выпрыгнуть из воды более высоко – на высоту прыжка копеподов или лягушек. «Эта система может быть затем использована для наблюдения вблизи водоемов», - сказал Юнг.

[Фото: images.fineartamerica.com]

инженерия робот робот выпрыгивающий из воды робототехника

Назад

Социальные сети

Комментарии

Авторизуйтесь, чтобы оставить комментарий

Информация предоставлена Информационным агентством "Научная Россия". Свидетельство о регистрации СМИ: ИА № ФС77-62580, выдано Федеральной службой по надзору в сфере связи, информационных технологий и массовых коммуникаций 31 июля 2015 года.