Ρομποτική
Μικρορομπότ εμπνευσμένα από τα Ripple Bugs επαναπροσδιορίζουν την κινητικότητα στο νερό
A team of scientists from several leading institutions has come together to push aquatic microrobotics to the next level. Their work, inspired by the water strider, Ripple Bug (Rhagovelia), could one day help engineers create super-responsive and agile machines that can glide across the water’s surface without using any motors. Here’s what you need to know.
Ripple Bugs
Τα Ripple Bugs είναι μικροσκοπικά έντομα που μετρούν μόνο λίγα χιλιοστά σε μήκος, αλλά μπορούν να διαπλεύσουν άγρια νερά και τρικυμίες με ελάχιστη προσπάθεια. Αυτά τα έντομα έχουν μακρά ώρα να κεντρίζουν το ενδιαφέρον των επιστημόνων λόγω της εξαιρετικής ευελιξίας τους και της ικανότητάς τους να διασχίζουν εύκολα τρικυμισμένες υδάτινες οδούς.
Τα Ripple Bugs φαίνεται να γλιστρούν πάνω στο νερό, με μερικούς να συγκρίνουν τις ικανότητές τους με το να έχουν φτερά στα πόδια τους. Αυτά τα ζώα ίσως να μην έχουν ευλογηθεί από τους αρχαίους Έλληνες θεούς όπως ο Ερμής, αλλά έχουν ευλογηθεί από την εξέλιξη, επιτρέποντάς τους να κωπηλατούν συνεχώς καθ’ όλη τη διάρκεια της ζωής τους χωρίς να νιώθουν κόπωση.
Breakthrough Aquatic Microrobotics Study Inspired by Ripple Bugs
Αναγνωρίζοντας πώς αυτή η ικανότητα θα μπορούσε να προωθήσει το πεδίο της υδρικής μικρορομποτικής, οι μηχανικοί επιδίωξαν να κατανοήσουν βαθύτερα πώς τα Ripple Bugs κινούνται στην επιφάνεια του νερού χωρίς κόπο. Η μελέτη τους1 Ultrafast elastocapillary fans control agile maneuvering in Ripple Bugs and robots, που δημοσιεύτηκε στο Science, αποκαλύπτει ένα βιο-εμπνευσμένο ρομπότ που υιοθετεί τη μοναδική προσέγγιση του Ripple Bug για να επιτύχει παρόμοια ευελιξία και ώθηση.
How Ripple Bugs Glide on Water
Το πρώτο βήμα σε αυτή τη διαδικασία ήταν να αποκτηθεί μια ολοκληρωμένη επισκόπηση του πώς το σώμα του Ripple Bug επιτρέπει τις μοναδικές του δυνατότητες. Οι μηχανικοί ξεκίνησαν εξετάζοντας τα πόδια του εντόμου. Εδώ παρατήρησαν ότι το έντομο παρουσίαζε ενσωματωμένη βιομηχανική νοημοσύνη μέσω του σχεδιασμού.
Η ομάδα κατέγραψε πώς μικροσκοπικοί ανεμιστήρες που συνδέονται στο άκρο των ποδιών του Ripple Bug του επιτρέπουν να επιπλέει στο νερό και να κινείται χωρίς να καταβάλλει προσπάθεια. Οι επίπεδοι, κορδέλα-σχήματος ανεμιστήρες χρησιμοποιούν την επιφανειακή τάση και τις δυνάμεις τριβής που εμφανίζονται στην επιφάνεια του νερού για να δημιουργήσουν ώθηση.
Aquatic Microrobotics
Κατά τη μικροσκοπική εξέταση, η ομάδα παρατήρησε ότι οι ανεμιστήρες διαθέτουν μικροσκοπικές επίπεδες άκρες. Είναι διακοσμημένοι με ακόμη μικρότερες βαρβίδες, δημιουργώντας μια μοναδική μικροαρχιτεκτονική με διαφορετική ακαμψία σε ορθογώνιες κατευθύνσεις. Αυτοί οι ανεμιστήρες αναπτύσσονται αυτόματα με ελαστική δύναμη και ανοίγουν όταν βρίσκονται στο νερό, λειτουργώντας ως φτερά για το έντομο.
