Ein Roboter-Tintenfisch kann die Energieeffizienz echter Tiere erreichen und könnte 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 ein und stoßen es aus, um sich fortzubewegen. Forscher versuchen seit einiger Zeit, einen Roboter-Tintenfisch zu bauen, der dieses düsenartige Verhalten nachahmt. Heute ein Team von geführt Gabriel Weymouth an der University of Southampton, UK, entdeckte er einen Weg, die Effizienz dieser Roboter zu steigern, um das U-Boot der Zukunft zu inspirieren.
Der Tintenfischroboter
Weymouth und seine Kollegen schufen einen regenschirmähnlichen Roboter mit acht 3D-gedruckten Kunststofflamellen, die mit einer Gummimembran bedeckt sind. Der Roboter-Tintenfisch beugt sich nach außen, um Wasser aufzusaugen, und zieht sich zusammen, um es auszustoßen, wodurch der notwendige Schub für die Bewegung bereitgestellt wird.
Die Forscher experimentierten damit, den Roboter mit verschiedenen Öffnungs- und Schließfrequenzen zu betreiben. Anschließend verglichen sie seinen Energieinput und -output, um seine Effizienz zu messen.
Das Team fand heraus, dass das Abfeuern von Wasserimpulsen bei der natürlichen Resonanz der Maschine (der Frequenz, bei der die Roboter neigt natürlich dazu, zu arbeiten) hat eine Effizienz erreicht 100 mal größer in Bezug auf höhere oder niedrigere Geschwindigkeiten, entsprechend der effizientester Tintenfisch in der Natur.
Es ist enorm besser. Wir glauben es fast nicht. Es wird sicherlich 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 so, als würde man jemanden auf einer Schaukel schubsen, ihn einfach zum richtigen Zeitpunkt schwingen, sodass 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 „Squid-Version“ 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
