Um grupo de pesquisadores da Universidade da Califórnia, Berkeley, do Instituto de Tecnologia da Geórgia e da Universidade Azou, nas Corasas do Sul, revelou que os propouradores como o fã único da água de Reagavelia Strieders–que lhes permite abrir e fechar de perto do que suas imagens mais rápidas. Inspirado nessa inovação biológica, a equipe criou um robô revolucionário em escala de insetos que incorpora os engenheiros de fãs auto-radicais que imitam o movimento inteligente do bug de Regovellia. Este estudo destaca como a forma de uma orientação biológica moldada pela seleção e eficácia natural, pode aumentar as locomotões e a tolerância do robô bioinginid e do robô bioinginid sem o consumo extra de energia.
Aumenta uma velocidade interpressal do ventilador automatizado
Os strievers de água de Rhagovelia são únicos em ruas de água, porque esses insetos semiacáticos do tamanho de milímetro usam estruturas nacionais de fãs especializadas que lhes permitem se transformar rapidamente e explodir em velocidade.
“Durante a epidemia, vi os insetos RIPL pela primeira vez enquanto trabalhava como pós -doutorado na Universidade Estadual de Kenisa”. Victor Artega-Zimnaz diz, agora um biólogo integrado na Universidade da Califórnia, Berkeley, o principal autor do estudo. O Ortega-Zemnage estudou anteriormente o desempenho de salto de passos de água em grande jerid a partir de água instável, mas os insetos de Rahvelia eram diferentes. “Esses pequenos insetos estavam planejando tão rápido na superfície das correntes turbulentas que eram semelhantes aos insetos voadores. Como eles fizeram isso? Essa pergunta ficou comigo e fez mais de cinco anos de trabalho colaborativo incrível para responder”.
Até agora, acreditava -se que esses fãs eram impulsionados apenas por verbos musculares. No entanto, um estudo publicado em 21 de agosto CiênciaRelataram que os ventiladores planos em forma de fita da rigovelia podem, em vez de confiar na energia muscular e transmitir tensão superficial e forças elásticas para girar passivamente.
O Dr. Ortega-Zimnaz disse: “Pela primeira vez, foi completamente inesperado se estender quase imediatamente a um ventilador isolado em contato com a água”.
A combinação de rigidez durante a queda da perna durante a recuperação da perna permite que os bugs implementem apenas 50 milissegundos e movam até 120 comprimento do corpo por segundo, concorrendo técnicas aéreas rápidas aéreas de moscas voadoras.
A chave para a cooperação
Quando o Dr. Ortega-Zemnage ingressou na Georgia Tech depois de deixar a KSU em 2021, ele apresentou as observações iniciais sobre o projeto e o Dr. Saad Vamla, que estava mais fascinado e interessado em explorá-lo. O Dr. Vamla era uma equipe do Dr. J-Sang para o projeto, com a ajuda de abrir novas possibilidades para integrar biologia, física e robótica.
“Vi uma verdadeira descoberta escondida de uma vista simples. Muitas vezes, consideramos a ciência como talento solo, mas não pode ser muito mais do que a verdade. A ciência moderna é sobre a interdisciplina de cientistas curiosos que trabalham juntos para estudar as novas máquinas biológicas para estudar novas máquinas biológicas”. Vamala diz “
Essa interdisciplina continuou por mais de cinco anos, integrando biologia experimental, física de fluidos e design de engenharia.
RHAGOBOT nascido: a próxima geração de robôs de água de água
Criar um robô em forma de inseto inspirado nos Bugs Riple foi um grande desafio, especialmente porque o design microestrutural do ventilador continua sendo um mistério. Essa época veio quando o Dr. Dongzin Kim e o professor J-Song da Universidade Aju capturaram as imagens de alta resolução do fã usando um microscópio eletrônico de varredura que eles foram capazes de revelar a solução desse quebra-cabeça.
“Inicialmente, projetamos diferentes tipos de ventiladores de formas cilíndricos, que geralmente pensamos em como o cabelo é como, no entanto, a geração eficaz da dualidade eficaz do ventilador não pôde ser alcançada com a estrutura flexível-nuclear para a geração. O ventilador na verdade possui uma micro arquitetura de ribbon plana, que é o fã do nosso apartamento artificial, que é a universidade”. Dr. Dongzin Kim, pesquisador pós -cortural e principal autor deste estudo.
Com essas idéias, eles foram capazes de decodificar a base e a funcionalidade estrutural desse sistema de tendência natural e criá -lo de forma robótica. O resultado foi uma engenharia de fãs do Miligram Elastoopillary que se implantou, que foi integrada ao robô de tamanho de insetos. Este microbot é legalizado por experimentos envolvendo insetos vivos e protótipos robóticos, capazes de quebrar e táticas.
“Nossos fãs robóticos não usam nada além das forças da superfície da água e da geometria flexível-é como suas partes biológicas. É uma forma de inteligência embutida mecânica refinada pela evolução de milhões de anos.
O estudo não apenas estabelece uma ligação direta entre a microestrutura do ventilador e o controle de locomoção aquática, mas também mantém os projetos futuros de robôs compactos e semi-atuais que podem explorar superfícies de água no ambiente desafiador e rápido.
A estrutura do ventilador do bug riple, que entra na água e quebra rapidamente e re -abre, revela uma dualidade biomecânica sem precedentes – alta flexibilidade para implantação rápida e alta rigidez para ênfase. Essa dualidade aumenta as limitações crônicas em pequenas robóticas aquáticas, como a capacidade de restaurar o golpe de vazio e as táticas limitadas.
Variedades de desenho e ondas na água
É sabido que durante a propulação, o forte água Straider (por exemplo, nele Jerid Família) o Depotler em destaque produz ondas varis e capilares enquanto acaricia as pernas superhodrofóbicas na água. Por outro lado, os insetos de regovelas fantásticos criam uma assinatura rotativa distinta e complexa a cada golpe, que é a esteira das asas produzidas pelas asas batendo no ar.
O Dr. Ortega-Zemnage diz: “É como um deus grego Hermes em Reogovelia que eles têm pequenas asas presas aos seus pés”. “Pesquisas futuras são necessárias para determinar se os insetos riples podem produzir impulso baseado em elevador, além das estruturas como seus fãs”.
Essa possibilidade é interessante, porque a evidência prova que a rotação Bitles e os corvos -marinhos produz elevadores hidrodinâmicos para nadar em suas pernas peludas e pernas palmadas, respectivamente.
Além dessas vertias, os insetos de reogovelia também produzem ondas capilares simmistas durante a propagação da perna, que parecem ajudar com a geração de impulso, incluindo as ondas de arco forte para a frente do corpo.
Ficar contra a água turbulenta
Os riachos naturais criam um desafio real, especialmente para pequenos animais que vivem e correm na interface. Bugs riple, tamanho de grão aproximadamente arrogante, é claro que as ondas Avy e a Avy e a água convexa precisam ser navegadas, quando os caçadores podem escapar, pegar a vítima e procurar companheiros. Esses insetos são muito mais altos que os níveis relativos da aeronave que suportamos todos os dias durante a turbulência da aeronave. Surpreendentemente, vinte e quatro horas de observação desses bugs no laboratório expressaram sua extraordinária paciência.
“Eles literalmente levantam sua vida, simplesmente pausam para malte, acasalamento ou alimentação”, disse Artaga-Zemned. Essas situações constantes encontradas nos riachos apresentam uma dificuldade importante para os micro-robôs da interface nesta água inesperada nacional.
“Ao projetar robôs de tamanho menor, é importante ter uma conta para o ambiente especificado neste caso, a superfície da água. Ao beneficiar as características únicas desse ambiente, o desempenho e as habilidades de um robô podem ser bastante aprimoradas. Por exemplo, o rahagoobot pode agradecer ao fluxo de fluxo com sua estrutura inteligente do ventilador” para viajar da superfície. “Jesung Koh diz.
Finalmente, essas descobertas podem ter um amplo efeito na robótica bionesa, especialmente no desenvolvimento de sistemas de monitoramento ambiental, microbotos de resgate e resgate e insetos capazes de navegar nas interfaces de água-ar parcial.
