Odkryj roboty chodzące po wodzie dzięki sekretowi owadów

Inspiracją dla Rhagobota była struktura znajdująca się na nogach pluskwiaków wodnych - Rhagovelia pomaga robotowi trzymać się poza wodą.

Rhagovelia, owad półwodny, ma wachlarzowate wyrostki na końcach środkowych odnóży, które otwierają się i zamykają pasywnie w zależności od ruchu wody. Dzięki temu bez wysiłku ślizgają się po powierzchni wody.

Biolog Victor Ortega-Jimenez z University of California w Berkeley jest zafascynowany tym, jak te maleńkie owady potrafią przyspieszać, wykonywać szybkie zwroty i inne manewry, niemal tak, jakby leciały po powierzchni cieczy.

Inspiracją dla Rhagobota były struktury znalezione na nogach chrząszcza wodnego Rhagovelia (źródło: Arstechnica)

„Śmigło Rhagovelii stanowi inspirujący szablon do opracowywania samoczynnie zmieniających kształt sztucznych śmigieł, dostarczając spostrzeżeń na temat ich kształtu i funkcji biologicznych” – powiedział w niedawnym badaniu opublikowanym w czasopiśmie Science.

„Tego typu konfiguracje pozostają w dużej mierze niezbadane u robotów półwodnych” – mówi biolog Victor Ortega-Jimenez.

Zrozumienie sposobu poruszania się owada zajęło Ortedze-Jimenezowi pięć lat. Chociaż sądzono, że wachlarzowate odnóża Rhagovelii przekształcają się pod wpływem siły mięśni, odkrył, że odnóża te automatycznie dostosowują się do napięcia powierzchniowego i sił sprężystości pod nimi, otwierając się i zamykając pasywnie z prędkością dziesięciokrotnie większą niż mrugnięcie okiem. Rozszerzają się natychmiast po zetknięciu z wodą i zmieniają kształt w zależności od prądu.

Rhagobot to wersja tego zaawansowanego technologicznie owada autorstwa Ortegi-Jiméneza. Po dokładnym przestudiowaniu struktury i funkcji nóg i śmigieł Rhagovelii, on i jego zespół stworzyli sztuczne wersje, które również są zaprojektowane tak, aby przekształcać się pod wpływem wody.

Ruchomy obraz Rhagobota na wodzie

Są one przymocowane do środkowej części nóg Rhagobota. Podobnie jak ich inspiracja, ostrza wysuwają się natychmiast po zanurzeniu w wodzie i zamykają się, gdy są wystające. Nie jest wymagane dodatkowe źródło zasilania, ponieważ kształt ostrza zależy od ruchu i prędkości wody.

Zespół chciał sprawdzić, czy ich sztuczne wachlarze dadzą Rhagobotowi przewagę. Zbudowali robota zastępczego, wzorowanego na innym gatunku nartnika wodnego, który mógł poruszać się za pomocą napięcia powierzchniowego, i wystawili go do walki z Rhagobotem.

Oba są zasilane taką samą ilością energii, ale Rhagobot może podróżować dalej i wykonywać ostre zakręty szybciej niż jego przeciwnik, dzięki swoim wentylatorom.

„Ciąg generowany przez wentylator zwiększa prędkość do przodu i umożliwia szybkie hamowanie” – mówi Ortega-Jimenez.

Jednocześnie dodał: „Możliwość chowania wentylatora znacznie zmniejsza energię potrzebną robotowi do podniesienia nóg nad wodę”.

W przyszłości Rhagoboty będą mogły przemierzać wzburzone wody i stać się częścią systemu monitorowania środowiska. Naukowcy są podekscytowani potencjałem rojów tych robotów w zakresie wspomagania misji poszukiwawczo-ratunkowych podczas burz i powodzi, chociaż dodanie ciężaru czujników i dodatkowego zasilania może stanowić znaczne wyzwanie.

Mógłby nawet eksplorować miejsca poza Ziemią. Jeśli Rhagovelia czegokolwiek dowodzi, to tego, że nawet najmniejsze stworzenia potrafią robić ogromne postępy, zarówno w wodzie, jak i gdziekolwiek indziej.

Minh Hoan

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