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
Поделили Москву на «зоны влияния»: генетики рассказали, как живут крысиные «народы» столицы
Почему московские грызуны оказались «неуязвимыми мутантами» и зачем им реки для жизни?...
Куда делась атомная бомба Гитлера? Физики увидели то, что упустили историки
Ученые подчеркивают: многие из громких мифов 1940-е годов, скорее всего, не выдержат проверки реальными фактами...
3700-летний вирус, спрятанный в средневековых книгах, только что убил 500 тысяч животных
Сколько еще патогенов дремлет в библиотечных хранилищах Европы и России, точно не скажет ни один ученый...
Самая известная мумия Южной Америки снова «заговорила»: последние ее месяцы были очень мрачными
Археологи говорят: именно на этой жестокой практике держалась вся империя инков...
«Выстрел» прямо в Землю: астрономы обнаружили черную дыру, выбрасывающую струю в сторону нашей планеты
Ученые рассказали, как это поможет разгадать важную космическую тайну...
Не хуже Тутанхамона: почему сокровища забытых цариц из Ассирии поразили ученых?
Особенно загадочной оказалось гробница II, причем ее тайна до конца не раскрыта и по сей день...
Черная смерть — двигатель прогресса: как эпидемия чумы в корне поменяла ход истории в Европе
Неожиданно: книгопечатание, отмена крепостного права, раскол западного христианства — это лишь немногие последствия пандемии...
Что будет с Азовским морем? Российские ученые просчитали четыре варианта развития событий
Исследователи объяснили, почему при любом раскладе море не будет прежним. Но каким тогда?...
Тихий океан стал вести странно: молодая вода быстро стареет, а старая, наоборот, молодеет. В чем причина?
Особенно страдает северная часть океана. Но и есть хорошая новость...
В морском льду Антарктиды протаяла дыра площадью с Португалию. Теперь ученые знают, почему
Эксперты говорят: сбой ледового ритма опасен для Мирового океана и планеты в целом...
Таинственные пещерные иероглифы в Мексике раскрывают давно потерянную письменность
Оказалось, что разгадки лучше всего искать не в городах, а на склонах гор в глуши...
40 000-летний подводный город нашли в Турции: почему официальная наука против такой даты?
Интересно, что древний объект находится недалеко от горы Арарат, где прямо сейчас ищут легендарный Ноев ковчег...
Земля... это космическая марионетка: оказалось, что Солнце и Луна могут трясти планету сутками
Сейсмологи рассказали, что наблюдения за космическими приливами, поможет предсказывать мегаземлетрясения, цунами и даже извержения вулканов...
Кита лечили тем, от чего обычно умирают: этот эксперимент изменил медицину
Одиннадцатилетняя белуха угасала от неизлечимой болезни, и тогда ученые пошли на рискованные опыты...
Он помогал нести крест Христу: надпись на саркофаге проливает свет на библейского персонажа
2000-летний гроб был найден еще 1941 году, но ученые до сих пор не пришли к какому-то общему мнению. Почему?...
За 320 миллионов лет Земля как минимум 4 раза опрокидывалась набок
Поразительное, но такое заваливание идет прямо сейчас. И геологи рассказали, как и почему это происходит...