Objevte roboty, kteří chodí po vodě, díky tajemství hmyzu

Rhagovelie, polovodní hmyz, má na špičkách nohou vějířovité výběžky, které se pasivně otevírají a zavírají v závislosti na pohybu vody pod nimi. Proto se bez námahy pohybují po hladině.

Biolog Victor Ortega-Jimenez z Kalifornské univerzity v Berkeley je fascinován tím, jak tento drobný hmyz dokáže zrychlovat, provádět rychlé zatáčky a další manévry, téměř jako by létal na hladině kapaliny.

Rhagobot byl inspirován strukturami nalezenými na nohou vodního brouka Rhagovelia (Zdroj: Arstechnica)

„Vrtule z Rhagovelie slouží jako inspirativní šablona pro vývoj samo-morfujících umělých vrtulí a poskytuje vhled do jejich tvaru a biologické funkce,“ uvedl v nedávné studii publikované v časopise Science.

„Takové konfigurace zůstávají u polovodních robotů do značné míry neprozkoumané ,“ říká biolog Victor Ortega-Jimenez.

Ortega-Jimenezovi trvalo pět let, než zjistil, jak se hmyz pohybuje. Zatímco se předpokládalo, že Rhagoveliiny vějířovité nohy se transformují svalovou silou, zjistil, že se tyto přívěsky automaticky přizpůsobují povrchovému napětí a elastickým silám pod nimi, pasivně se otevírají a zavírají desetkrát rychleji než mrknutí oka. Při kontaktu s vodou se okamžitě roztahují a mění tvar v závislosti na proudu.

Rhagobot je Ortegovou-Jimenezovou verzí tohoto high-tech hmyzu. Po pečlivém prostudování struktury a funkce Rhagoveliiných nohou a vrtulí vytvořil on a jeho tým umělé verze, které jsou také navrženy tak, aby se transformovaly při vystavení vodě.

Pohyblivý snímek Rhagobota na vodě

Jsou připevněny ke střední části nohou Rhagobota. Stejně jako jejich inspirace se čepele okamžitě vysunou, když jsou ponořeny do vody, a zavřou se, když vyčnívají. Není potřeba žádný další zdroj energie, protože tvar čepele je určen pohybem a rychlostí vody.

Tým chtěl zjistit, zda jejich umělé ventilátory dají Rhagobotovi výhodu. Postavili náhradního robota, modelovaného podle jiného druhu vodního chodce, který se dokázal pohybovat pomocí povrchového napětí, a postavili ho proti Rhagobotovi.

Oba jsou poháněny stejným množstvím energie, ale Rhagobot se díky svým ventilátorům dokáže pohybovat dále a dělat ostré zatáčky rychleji než jeho soupeř.

„Tlak generovaný ventilátorem zvyšuje rychlost jízdy vpřed a umožňuje rychlé brzdění,“ říká Ortega-Jimenez.

Zároveň dodal: „Schopnost ventilátoru zasunout se také výrazně snižuje energii potřebnou k tomu, aby robot zvedl nohy z vody.“

V budoucnu by Rhagoboti mohli procházet rozbouřenými vodami a stát se součástí systému monitorování životního prostředí. Vědci jsou nadšeni z potenciálu rojů těchto robotů pomáhat při pátracích a záchranných misích během bouří a povodní, ačkoli přidání hmotnosti senzorů a výkonu by bylo značně náročné.

Mohla by dokonce prozkoumávat místa za hranicemi Země. Pokud Rhagovelia něco dokazuje, pak je to to, že i ti nejmenší tvorové dokážou velké pokroky, ať už na vodě nebo kdekoli jinde.

Minh Hoan

Zdroj: https://vtcnews.vn/kham-pha-robot-di-tren-nuoc-nho-bi-mat-cua-con-trung-ar960912.html