Для подводного робота взяли пример с рака-богомола для проверки узких мест
Природа часто становится примером для проектирования роботов, которым придают строение и способы двигаться различных животных. Достижения эволюции за миллионы лет воспроизводят, чтобы быстрее и эффективнее решать современные задачи.
Исследователи из Чжэцзянского научно-технического университета и Университета Эссекса сконструировали робота, похожего на рака-богомола. Такое устройство могло бы помочь исследовать узкие подводные пространства, изобильные животным миром и богатые минеральными ресурсами.
Ган Чен, один из авторов научной работы, рассказал, что раки-богомолы — это гибкие и быстрые мелкие морские хищники с превосходной способностью к передвижению. У созданного учёными манёвренного робота десяток конечностей, которые биологи называют плеоподами, и гибким корпусом.
Бионический, то есть похожий на природные образцы, «рак-богомол» приводится в движение пятью парами плеоподов. Скорость и устойчивость регулируются за счёт частоты, амплитуды и разности фаз движений плеоподами. Каждая пара двигательных ножек представляет собой отделяемый узел, что должно упростить ремонт и замену деталей. Для движения роботу также нужно изгибать «тело». Корпус робота плоский, обтекаемый для эффективного уменьшения лобового сопротивления. В совокупности такая механика позволяют устройству быстро регулировать угол поворота, чтобы плыть в нужном направлении.
Ган Чен объяснил, что в конструкцию можно было заложить и меньшее количество плеоподов. Зато избыток поможет функционировать даже при выходе отдельных участков из строя. В бионических плеоподах по три шарнира, один из которых — активный, то есть на него воздействует серводвигатель, а два пассивных пользуются сопротивлением воды для циклов «раскрытие-складывание».
Когда одна из конечностей робота движется назад, эти три сустава полностью раскрываются, что приводит к максимальной тяге. А при исходном положении двигательных ножек суставы сгибаются, уменьшая сопротивление движению вперёд. Для упрощения конструкции использовано течение воды, что увеличивает двигательную способность и облегчает управление под водой.
Тестирование показало, что у бионического «рака-богомола» под водой максимальная скорость 0,28 метра в секунду и минимальный радиус поворота 0,36 м, то есть у изобретения есть потенциал для практического применения. Причём и скоростью, и движениями робота можно точно и легко управлять, снижая риск столкновений с подводными препятствиями.
Чен рассказал, что затем разработчики сосредоточатся на автономности бионического устройства в узких подводных пространствах. Они планируют оптимизировать структуру, форму и конструкцию, чтобы улучшить способность передвигаться с шестью степенями свободы в трёхмерной среде и повысить скорость движения под водой.
На очереди также — доработка инерциального измерительного модуля (IMU), камеры, датчика глубины и других устройств сбора информации.
Исследователи из Чжэцзянского научно-технического университета и Университета Эссекса сконструировали робота, похожего на рака-богомола. Такое устройство могло бы помочь исследовать узкие подводные пространства, изобильные животным миром и богатые минеральными ресурсами.
Ган Чен, один из авторов научной работы, рассказал, что раки-богомолы — это гибкие и быстрые мелкие морские хищники с превосходной способностью к передвижению. У созданного учёными манёвренного робота десяток конечностей, которые биологи называют плеоподами, и гибким корпусом.
Бионический, то есть похожий на природные образцы, «рак-богомол» приводится в движение пятью парами плеоподов. Скорость и устойчивость регулируются за счёт частоты, амплитуды и разности фаз движений плеоподами. Каждая пара двигательных ножек представляет собой отделяемый узел, что должно упростить ремонт и замену деталей. Для движения роботу также нужно изгибать «тело». Корпус робота плоский, обтекаемый для эффективного уменьшения лобового сопротивления. В совокупности такая механика позволяют устройству быстро регулировать угол поворота, чтобы плыть в нужном направлении.
Ган Чен объяснил, что в конструкцию можно было заложить и меньшее количество плеоподов. Зато избыток поможет функционировать даже при выходе отдельных участков из строя. В бионических плеоподах по три шарнира, один из которых — активный, то есть на него воздействует серводвигатель, а два пассивных пользуются сопротивлением воды для циклов «раскрытие-складывание».
Когда одна из конечностей робота движется назад, эти три сустава полностью раскрываются, что приводит к максимальной тяге. А при исходном положении двигательных ножек суставы сгибаются, уменьшая сопротивление движению вперёд. Для упрощения конструкции использовано течение воды, что увеличивает двигательную способность и облегчает управление под водой.
Тестирование показало, что у бионического «рака-богомола» под водой максимальная скорость 0,28 метра в секунду и минимальный радиус поворота 0,36 м, то есть у изобретения есть потенциал для практического применения. Причём и скоростью, и движениями робота можно точно и легко управлять, снижая риск столкновений с подводными препятствиями.
Чен рассказал, что затем разработчики сосредоточатся на автономности бионического устройства в узких подводных пространствах. Они планируют оптимизировать структуру, форму и конструкцию, чтобы улучшить способность передвигаться с шестью степенями свободы в трёхмерной среде и повысить скорость движения под водой.
На очереди также — доработка инерциального измерительного модуля (IMU), камеры, датчика глубины и других устройств сбора информации.
- Дмитрий Ладыгин
- techxplore.com
Наши новостные каналы
Подписывайтесь и будьте в курсе свежих новостей и важнейших событиях дня.
Рекомендуем для вас
В России обнаружена рыба, которая 70 лет считалась полностью вымершей
И не единственная такая сенсация в нашей стране за последние годы...
Российские ученые создали уникальный материал будущего: новый металл прочнее любой стали, но дешевле даже алюминия
Мир высоких технологий ждал этого открытия десятилетия. Наша страна получила реальный шанс стать лидером металлургии...
От кабанов до беспилотников: гражданские радары из Китая сделали неожиданную карьеру в российской армии
Почему украинские эксперты жалуются, что россияне ведут войну не по правилам?...
1300 лет назад неизвестные грабители вскрыли гробницу знатного воина, но вообще не тронули сокровищ. Почему?
Венгерские археологи уверены, что разгадали этот мистический детектив. Но так ли это на самом деле?...
Россия снова первая: в космосе вырастили идеальные кристаллы!
Рассказываем, почему проект «Экран-М» может стать началом новой эры полупроводников, где Россия будет ведущей в мире...
«Инопланетный зонд», который преследует Землю, был сделан… в СССР?
Почему известный гарвардский астроном выдвинул именно эту версию?...
Тайна изумрудной мумии, не дававшей покоя ученым 38 лет, наконец-то разгадана!
Ученые признаются: они не ожидали, что им придется раскрыть самый настоящий химический детектив...
Какие тайны скрывает 40 000-летний... карандаш, найденный в одной из пещер Крыма?
И почему ученые уверены, что эта находка заставляет в корне пересмотреть древнейшую историю человечества?...
20-летнее исследование увенчалось полным успехом: ученые научились запускать самовосстановление... в сердце
Эксперты говорят: пробуждение спящих генов опровергает все медицинские догмы и дает надежду миллионам людей по всему миру...
Автомобиль Tesla снова в центре громкой истории: В него на полном ходу, похоже, врезался... метеорит
Эксперты говорят: если все подтвердится, это будет первый такой случай истории...
В октябре 2025 года ураган Халонг на Аляске унес тысячи древних артефактов в океан
Ученые называют случившееся крупнейшей археологической катастрофой за последнее время. Будет ли восстановлено наследие целого народа?...