Biyo-esinlenmiş robotik sistem ile gizemli ve hızlı cihaz modeli geliştirildi

21.01.2021
61
A+
A-
Biyo-esinlenmiş robotik sistem ile gizemli ve hızlı cihaz modeli geliştirildi

Şimşek hızında kavrayabilen bir cihaza sahip uzaylı benzeri bir yaratık: Yusufçuk larvasının gizemli tuzak maskesinin nasıl çalıştığı şimdi ilk kez netleşti.

Ayrıca, robotik bir sistem kullanarak hızlı hareket sağlayan özel biyomekanik konsepti de gösterebildiler. Bilim adamları, yusufçuk larva robotunun teknolojide hızlı ve hassas hareket süreçlerinin geliştirilmesi için doğal patentin potansiyelini de gösterdiğini bildirdi.

Göletlerin ve göllerin kıyılarında zarif bir şekilde gezinirler – ancak bu kanatlı yetişkin aşamasında, yusufçuklar hayatlarının yalnızca nispeten kısa bir dönemini geçirirler. Genellikle suyun dibinde larva olarak bulunurlar.

Orada kuduz soyguncular sivrisinek larvalarını ve diğer avları saklar. Kader aniden kurbanlarını ele geçirir: yusufçuk larvalarının başlarında, avlarını yakalamak için bir saniye içinde ileri atlayabilecekleri özel bir tuzak maskesi vardır.

Ama garip debriyaj aleti nasıl çalışıyor? Şimdiye kadar, yüksek hızda harekete izin veren biyomekanik ilke hakkında sadece varsayımlar vardı. Esas olarak bir hidrolik tahrik olması gerektiği varsayıldı. Ancak Kiel’deki Christian Albrechts Üniversitesi’nden bir araştırma ekibi bu konuda daha fazla bilgi edinmek istedi.

Nasıl çalıştığını deşifre etmek için, çeşitli disiplinler arası analiz teknikleri kullanarak böcek larvalarının tuzak maskesini inceledi. Özellikle modern bilgisayarlı tomografi yöntemleri, minik yapının iç yapısı hakkında bilgi sağlamıştır.

Çift mancınık sistemi

Hidrolik sistem diye bir şey olmadığı ortaya çıktı. Bunun yerine, yusufçuk larvasının ağız kısımlarının itme kuvveti, kontrol edilebilir bir mancınık sistemiyle çalışır: yusufçuğun kafasında yay benzeri bir kas tarafından gerilen iç, elastik bir yapıya sahip.

Kasın enerjisi gergin bir yay gibi depolanır ve aniden serbest bırakılır. Bu tür sistemler, çekirge, ağustosböceği ve mantis karidesi gibi hayvanlar aleminde yaygındır.

Ancak yusufçuk larvalarının henüz tanımlanmamış özel bir özelliği var: Senkronize çift mancınık sistemine sahipler. “İki mancınık tek bir yapıda yatıyor, ancak önceden ayrı ayrı gerilebilir. Tuzak maskesinin tam kontrolünü ele geçirmek için birlikte çalışıyorlar, ”diyor ortak yazar Alexander Köhnsen.

Bu işlevselliği doğrulamak ve göstermek için, araştırmacılar ilk olarak karmaşık süreçleri 3D animasyonlar kullanarak görselleştirdiler. Daha sonra, yusufçuk larvalarının kavrama maskesini simüle eden bir robot üretmek için bir 3D baskı işlemi kullandılar.

Biyo-esinlenmiş robotların en büyük avantajlarından biri, biyolojik çalışma ilkeleri hakkındaki fikirleri test etme yeteneğidir, aksi takdirde test edilmesi çok zor olacaktır. Robotik ideal olarak iki yönde çalışır: Biyoloji hakkında bilgi ediniriz ve teknik olarak uygulanabilir bir şey geliştiririz ”diyor Sebastian Busse.

Robotik potansiyel

Simülasyonlar ve hepsinden önemlisi yusufçuk larva robotu, tek bir sistemde iki mancınıkın bağımsız kontrolünün hızlı hareketlerin daha iyi kontrolünü sağlayabileceğini açıkça ortaya koydu.

Araştırmacılar, bunun robotikteki uygulamalar için ilginç bir kavram olduğunu söylüyor. “Sistem, mancınıkla çalışan bir sürecin daha iyi kontrolüne izin veriyor, örneğin zıplama, bu da ek kontrol ve stabilizasyon sistemlerinin daha küçük ve daha hafif olabileceği anlamına geliyor. Bu, bu tür robotların performansını ve verimliliğini artırabilir ”diyor Busse.

Yazar Stanislav Gorb, çalışma hakkında şu sonuca varıyor: “Çeşitli, modern yapıları ve hareketleri analiz ettikten sonra, sonunda, özel yapısı sayesinde biyolojik modelin işleyişine daha derin bir bakış sağlayan, işleyen, biyo-esinlenmiş bir robot geliştirdi ve harikaydı.”

Bir yusufçuk larvası, yakalama cihazıyla avına saldırır. (Video: Christian-Albrechts-Universität zu Kiel)

Kaynak: Christian-Albrechts-Universität zu Kiel, uzman makalesi: Science Robotics, doi: 10.1126 / scirobotics.abc8170

ZİYARETÇİ YORUMLARI - 0 YORUM

Henüz yorum yapılmamış.