哪些机器人可以从鱼和花哨的数学中学到什么

水下机器人可用于检查深海中的物体,从沉船到新的生命形象。但是他们受到了一定的限制。例如,他们倾向于走一个速度,他们的操作员

水下机器人可用于检查深海中的物体,从沉船到新的生命形象。但是他们受到了一定的限制。例如,他们倾向于走一个速度,他们的操作员必须将其拨入所需地点附近的水中。潜水员推进车(基本上是水下踏板车)很快,但是它们会通过有必要更好的外观来放大。

需要的是一个水下机器人,可以将水拉到偏远的位置,然后放慢脚步以进行仔细检查。这比看起来要困难。

然而,弗吉尼亚大学的研究人员已经弄清楚了如何制作一种机器人工艺,该工艺品是通过模仿鱼尾巴的刚性并发现并应用了一个精美的简单数学公式来做到这一点。结果是一个机器人,几乎和鱼在加速和放慢速度时一样好。他们的作品发表了Inscience机器人技术。

解决了一个可恶的谜语

信用:SAM / Adob​​e股票

合着者丹·奎因(Dan Quinn)说:“有一个尾巴刚度就像在自行车上具有一个齿轮比。” “您只会以一种速度高效。这就像骑固定式自行车在旧金山骑自行车一样。只有几个街区后,您会精疲力尽。”

奎因(Quinn)和他的同事齐安·郑(Qiang Zhong)说,假定鱼会改变尾巴的刚性以满足他们对速度的不同需求。不幸的是,这很难确认或测量作为鱼游泳,因此以不同速度的有效旅行所需的必要刚性是未知的。因此,奎因(Quinn)和钟(Qhong)结合了流体动力学和生物力学,以开发一个可以提供答案的模型,正如钟所说,“揭露了关于尾巴刚度如何影响游泳性能的长期存在的谜团。”难以实现的拼图解决方案。奎因透露:“令人惊讶的是,一个简单的结果来自所有数学:刚度应随着游泳速度平方而增加。”

金枪鱼进行测试

宗,奎因和他们的金枪鱼机器人:弗吉尼亚大学

为了测试他们的发现,两人用可编程的人工肌腱建造了类似金枪鱼的潜水机器人,当它通过测试水通道移动时,可以将其尾巴刚度调整为不同的速度。奎因回忆说:“发生了什么事,突然间,我们的机器人可以在更广泛的速度上游泳,同时使用几乎一半的能量,就像带有固定式尾巴的同一机器人一样。改进确实非常了不起。”

钟对他们的多学科方法表示赞赏,他说:“我们不仅专注于理论分析,而且还致力于提出可调僵硬的实用指南。我们提出的可调僵硬策略已被证明在现实的游泳任务中有效,在该任务中,机器人鱼同时获得了高速和高效游泳。”

他们用可调的金枪鱼展示了他们的理论后,他们有兴趣将尾巴技术移植到从t到海豚的大小的水生机器人生物。奎因说:“我认为我们不会很快用完项目。”“我们看过的每种水生动物都为我们提供了有关如何建造更好的游泳机器人的新想法。二人目前正在根据黄貂鱼开发起伏的机器人。

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