Robot naśladuje karaluchy wspinające się po ścianie

Fot. Journal of the Royal Society Interface
Zespół amerykańskich i brytyjskich naukowców stworzył robota poruszającego się jak owad. Aby pokonać przeszkodę uderza z całym impetem w ścianę podobnie jak to robią samochody w trakcie crashtestów. Z tą różnicą, że ze zdarzenia maszyna wychodzi bez szwanku.

Naukowcy pod kierownictwem Kaushika Jayarama do eksperymentu użyli 18 karaluchów P. americana. Ściany boczne pudełka, w którym je trzymano, oblali benzyną, aby uniemożliwić owadom wspinanie się po nich. Zamiast tego, aby wydostać się, karaluchy szarżowały na ścianę, w którą uderzały z całym impetem. Zdarzenie obserwowały szybkie kamery rejestrujące obraz w 500 klatkach na sekundę w rozdzielczości 1280 na 1024 piksele. Aby zachęcić karaluchy do wspinaczki, naukowcy używali światła i podmuchów powietrza.

Okazało się, że karaluchy stosują dwie strategie. Niektóre z nich uderzały po prostu głową w ścianę, inne tuż przed zdarzeniem prostowały się, aby odbić się odnóżami i tułowiem. Najczęściej jednak, bo w 80 procentach przypadków owady nie kombinowały i po prostu uderzały głową prosto w ścianę. Ta strategia okazywała się też bardziej skuteczna. Owady po uderzeniu o ścianę głową poruszały się znacznie szybciej w pionie.

Naukowcy stworzyli miniaturowe maszyny, które są w stanie wykorzystać energię kinetyczną zderzenia do poruszania się w pionie (fot. Journal of the Royal Society Interface)

Następnie naukowcy powtórzyli eksperyment, tym razem z użyciem robota. W jego przedniej części zamontowano „nos” w postaci czujnika, dzięki któremu maszyna orientowała się, że porusza się w pionie po zderzeniu ze ścianą. Robot tuż przed „czołówką” poruszał się z prędkością 80 cm na sekundę. Podobnie jak w przypadku karaluchów, robot DASH (skrót od: „Dynamic Autonomous Sprawled Hexapod”) przetrwał crashtest i po zderzeniu poruszał się pionowo po ścianie.

Tylko zwierzęta o masie nieprzekraczającej kilograma (po lewo od niebieskiej przerywanej linii) są w stanie przetrwać czołowe zderzenie ze ścianą (graf. Journal of the Royal Society Interface)

Niestety nie wszystkie zwierzęta mogą stosować taką strategię jak karaluchy. Wszystko zależy tak naprawdę od masy ciała, sprężystości ciała i współczynnika tłumienia. Okazało się, że tylko zwierzęta ważące poniżej kilograma są w stanie bez szwanku zderzać się z dużą prędkością ze ścianą. Robot skonstruowany przez naukowców ważył 16g, a więc bez problemu mieścił się w granicy bezpieczeństwa. Naukowcy na tej podstawie opracowali konstrukcje robotów, które są w stanie poruszać się z użyciem zderzeń. Wśród nich są także miniaturowe drony, które są w stanie przetrwać zderzenia z przeszkodami. | CHIP

Źródła: Journal of the Royal Society Interface, Science