Ein Roboterkalmar kann die Energieeffizienz realer Tiere erreichen und für die Konstruktion von U-Booten der nächsten Generation nützlich sein.
Echte Tintenfische haben kleine Flossen, die sie für vorsichtiges Manövrieren verwenden, aber wenn ein großer Geschwindigkeitsschub erforderlich ist, saugen sie Wasser an und stoßen es aus, um sich selbst anzutreiben. Forscher haben seit einiger Zeit versucht, einen Roboterkalmar zu bauen, der dieses strahlartige Verhalten nachahmt. Heute ein Team geführt von Gabriel Weymouth An der Universität von Southampton, Großbritannien, entdeckte er einen Weg, die Effizienz dieser Roboter zu steigern und das U-Boot der Zukunft zu inspirieren.
Der Tintenfischroboter
Weymouth und seine Kollegen entwickelten einen schirmartigen Roboter mit acht 3D-gedruckten Plastiklatten, die mit einer Gummimembran bedeckt waren. Der Roboter-Tintenfisch biegt sich nach außen, um Wasser aufzusaugen, und zieht sich zusammen, um es auszutreiben, wodurch der notwendige Schub für die Bewegung bereitgestellt wird.
Die Forscher experimentierten mit dem Betrieb des Roboters in verschiedenen Öffnungs- und Schließfrequenzen. Anschließend verglichen sie den Energieein- und -ausgang, um die Effizienz zu messen.
Das Team stellte fest, dass das Abfeuern von Wasserimpulsen auf die Eigenresonanz der Maschine (die Frequenz, bei der die Roboter neigt natürlich zur Arbeit) hat Effizienz erreicht 100 mal größer in Bezug auf höhere oder niedrigere Geschwindigkeiten, entsprechend der effizientester Tintenfisch in der Natur.
Es ist wesentlich besser. Wir glauben es fast nicht. Es wird definitiv eine Schwäche geben
Gabriel Weymouth, Universität von Southampton
Vom Roboter zum U-Boot der Zukunft
Auf diese Weise kann der von Southampton entworfene Roboter-Tintenfisch seinen elastischen Körper nutzen. Schnapp dich zu und hilf ihm, seinen nächsten Stoß zu beschleunigen.
Es ist ein bisschen so, als würde man jemanden auf eine Schaukel schieben und ihn nur zur richtigen Zeit schwingen, damit er jedes Mal etwas höher steigt.
Frühere Untersuchungen haben gezeigt, dass viele Tiere eine ähnliche Strategie verfolgen, um natürliche Resonanzen zu nutzen, um ihre Bewegung zu steigern.
Weymouth hofft, dass das Projekt angepasst werden kann, um das U-Boot der Zukunft effizienter und mit weniger Risiko für wild lebende Tiere anzutreiben.
Das U-Boot der Zukunft in der "Tintenfischversion" hätte keine starren Propeller mehr, sondern einen weichen Fortbewegungsapparat.
Das Team plant nun, den Roboter mit zusätzlichen Wasserstrahlrudern auszurüsten, um eine bessere Manövrierfähigkeit zu gewährleisten, da sich die aktuelle Version nur in einer geraden Linie bewegen kann. Bis dahin gib mir die Leine, einen Roboter-Tintenfisch, damit sie ihn frittieren können.
Forschungsreferenzen: Wissenschaftsrobotik, DOI: 10.1126 / scirobotics.abd2971
