Door Ripple Bugs geïnspireerde microrobots herdefiniëren watermobiliteit

Een team van wetenschappers van verschillende toonaangevende instellingen heeft zich verenigd om de aquatische microrobotica naar een hoger niveau te tillen. Hun werk, geïnspireerd door de waterloper, Ripple Bug (Rhagovelia), zou op een dag ingenieurs kunnen helpen superresponsieve en wendbare machines te creëren die over het wateroppervlak kunnen glijden zonder motoren te gebruiken. Hier is wat u moet weten.

Ripple Bugs

Ripple Bugs zijn kleine insecten die slechts enkele millimeters lang zijn, maar toch met minimale inspanning woeste wateren en turbulentie kunnen doorkruisen. Deze insecten hebben al lange tijd de aandacht van wetenschappers getrokken vanwege hun uitzonderlijke wendbaarheid en het vermogen om moeiteloos door turbulente waterwegen te navigeren.
Ripple Bugs lijken over het water te glijden, waarbij sommigen hun capaciteiten vergelijken met vleugels aan hun voeten. Deze dieren zijn misschien niet gezegend door oude Griekse goden zoals Hermes, maar ze zijn begunstigd door de evolutie, waardoor ze hun hele leven continu kunnen roeien zonder vermoeid te raken.

Doorbraakstudie in aquatische microrobotica geïnspireerd door Ripple Bugs

Door te erkennen hoe deze eigenschap het vakgebied van aquatische microrobotica vooruit kan helpen, probeerden ingenieurs een dieper inzicht te krijgen in hoe Ripple Bugs moeiteloos over het wateroppervlak glijden. Hun studie¹ Ultrafast elastocapillary fans control agile maneuvering in Ripple Bugs and robots, gepubliceerd in Science, onthult een bio-geïnspireerde robot die de unieke aanpak van de Ripple Bug overneemt om vergelijkbare wendbaarheid en stuwkracht te bereiken.

Hoe Ripple Bugs over water glijden

De eerste stap in dit proces was een uitgebreid overzicht te krijgen van hoe het lichaam van de Ripple Bug zijn unieke mogelijkheden mogelijk maakt. De ingenieurs begonnen met het onderzoeken van de poten van het insect. Hier merkten ze op dat het insect door ontwerp biologische mechanische ingebedde intelligentie vertoonde.
Het team documenteerde hoe kleine ventilatoren die aan het uiteinde van de poten van de Ripple Bug zijn bevestigd, het insect in staat stellen op het water te drijven en te bewegen zonder inspanning. De platte lintvormige ventilatoren gebruiken de oppervlaktespanning en de weerstandskrachten die op het wateroppervlak optreden om stuwkracht te genereren.

Aquatische microrobotica

Onder microscopisch onderzoek merkte het team op dat de ventilatoren kleine platte stekels bevatten. Ze zijn bezaaid met nog kleinere barbules, waardoor een unieke microarchitectuur ontstaat met verschillende rigiditeit in orthogonale richtingen. Deze ventilatoren zetten zich automatisch uit met een elastische kracht en spreiden zich wanneer ze in water zijn, en fungeren als vleugels voor het insect.

Bron – Ajou University, Georgia Institute of Technology, Science