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
Контрабандисты оккупировали Восточную Африку: зачем черных муравьев тайно вывозят в Китай и Европу?
Эксперты предупреждают: такой вывоз в итоге закончится непоправимой экологической катастрофой...
В мире заканчивается речной песок: чем это грозит человечеству?
Ученые говорят, что это самая не замечаемая, а оттого опасная проблема, которая уже касается миллионов людей...
К 2060 году половина плотин в мире выйдет из строя: США — главные в черном списке
Эксперты говорят: если не принять меры, часть Соединенных Штатов может полностью опустеть...
В России снова захотели строить железную дорогу в Индию: почему не удались прошлые попытки?
Эксперты говорят: дерзкий проект мог бы принести российской казне миллиардные прибыли...
За рамками науки: дети, которые помнят свои прошлые жизни
Ученые говорят, что феномена реинкарнации нет, но факты утверждают обратное...
Кольца на деревьях раскрыли тайну гибели последней империи кочевников в Евразии
Поразительно, но падение Джунгарского ханства началось за тысячи километров от Азии, в Северной Атлантике...
Самый наглый археологический фейк в истории: итальянец 20 лет показывал туристам фальшивый амфитеатр Цезаря
Судебный процесс длилось почти десятилетие, но даже сейчас эта история очень далека от завершения...
Тайна огней Марфы, 150 лет не дававшая покоя ученым, похоже, разгадана
Болотный газ? Огни святого Эльма? НЛО? Ответ оказался намного проще и сложнее одновременно...
Немецкий ученый был главным в секретной ракетной программе: однажды он вышел из кабинета и исчез навсегда
Как операция «Дамоклов меч» пресекла главную военную операцию целого государства...
«Сувенир» от неандертальцев: секреты этих мутаций не разгаданы до конца
Они живут в ДНК 47 000 лет, но почему их совсем нет у африканцев, зато много у жителей Южной Азии...
Авокадо ежедневно меняет пол, и исследователи, наконец, выяснили, как именно
Почему селекционеры и ботаники ждали этого открытия более 100 лет?...
Этим книгам осталось жить считаные дни: кто охотится на очень редкие экземпляры, а затем уничтожает их?
Эксперты бьют тревогу: это, пожалуй, самый циничный поворот в истории книгопечатания...