Vízi állatok inspirálják a robotokat
A vízi állatok rendkívül magasat tudnak ugrani, ráadásul kecsesen és rugalmasan – ezt a tulajdonságukat tanulmányozták kutatók annak érdekében, hogy még sikeresebb robotrendszert hozhassanak létre.
Kutatók egy csoportja arra volt kíváncsi, milyen fizikai tulajdonságokkal bírnak azok a vízi állatok, amelyek könnyed és magas ugrásokra képesek.
A Cornell Egyetem biológiai és környezetmérnöki professzora, Sunghwan Jung, valamint tanítványa, Brian Chang november végén mutatta be felfedezését Amerikai Fizikai Társaság folyadékdinamikával foglalkozó konferenciáján: olyan robotikus rendszert, amelyet vízben is élő, nagyokat ugró állatok inspiráltak – békák vagy apró rákok például, amelyeknél a folyadékok dinamikája szerepet játszik az ugrásban.
„Különböző méretű vízi állatokról gyűjtöttünk adatokat – 1 milliméterestől a többméteresekig -, olyanokról, amelyek képesek kiugrani a vízből, maximális ugrásmagasságuk pedig kapcsolódik a testtömegükhöz” – magyarázta Jung.
Vízimentő feladatokra is használnának robotokat a jövőben
A természetben az állatok gyakran töltik idejüket a vízen kívül és a vízben egyaránt, különböző okokból. „A víz ezerszer sűrűbb a levegőnél, abból kiugrani nagy erőfeszítést igényel, vagyis ezek az állatok mechanikus kihívásokkal szembesülnek” – mondta el a szakértő.
„Mivel egy állat – például delfin vagy rák – átugrik a vízen, a tömeg ehhez hozzáadandó, a mennyiséget "bevont vízmértéknek" nevezzük, s segíti a vízi állatok mozgását, azzal, hogy úgymond végigsöpör rajtuk. Csapatunk felfedezte, hogy a bevont vízmérték fontos, mert korlátozza az állatok maximális ugrási magasságát” – magyarázta Jung.
A kutató elmondta: megpróbálták megérteni, a biológiai rendszerek hogyan képesek intelligens módon felülkerekedni a kihívásokon a teljesítmény maximalizálása céljából.
A legtöbb vízi állat áramvonalas – amely a belépő vízmérték hatását korlátozza, a víz könnyen „lecsúszik” a testükről, s ennek köszönhető, hogy ilyen jó ugrók. „Amikor azonban hozzájuk hasonló robotikus rendszereket tesztelünk, nem ugrottak akkorát, mint az állatok. Ennek oka az, hogy a robotok nem olyan áramvonalasak és sok vizet hoznak magukkal. Olyan ez, mintha nedves kabátban akarnánk kijönni az uszodából. Nem tudnánk járni a víz súlya miatt” – mondta el a kutató.
A csoport robotja egy egyszerű kialakítású, s célja az, hogy demonstrálja a befogadott víz fontosságát, miközben az objektum kiugrik a vízből.
A következő lépésben a kutatócsoport megváltoztatja és elindítja majd robotrendszerét, mely képes lesz a vízből magasabbat ugrani, hasonlóan a békákhoz vagy a rákokhoz. A készülő robotrendszer célja az lenne, hogy vízpartokon megfigyeléses és mentő feladatokat láthasson el egy robot.
László Adrienn
