Oppdag roboter som går på vann takket være insektenes hemmelighet

Rhagovelia, et semi-akvatisk insekt, har vifteformede vedheng på tuppen av mellombeina som åpner og lukker seg passivt avhengig av bevegelsen i vannet nedenfor. Dette er grunnen til at de glir uanstrengt over vannoverflaten.

Biolog Victor Ortega-Jimenez ved University of California, Berkeley, er fascinert av hvordan disse små insektene kan akselerere, foreta raske svinger og andre manøvrer, nesten som om de fløy på overflaten av en væske.

Rhagobot ble inspirert av strukturer funnet på beina til vannbillen Rhagovelia (Kilde: Arstechnica)

«Propellen til Rhagovelia fungerer som en inspirerende mal for å utvikle selvmorfende kunstige propeller, og gir innsikt i deres form og biologiske funksjon», sa han i en fersk studie publisert i tidsskriftet Science.

«Slike konfigurasjoner forblir i stor grad uutforsket i semi-akvatiske roboter», sier biolog Victor Ortega-Jimenez.

Det tok Ortega-Jimenez fem år å finne ut hvordan insektet beveger seg. Mens man trodde at Rhagovelias viftebein forvandlet seg gjennom muskelkraft, oppdaget han at legene automatisk tilpasser seg overflatespenningen og de elastiske kreftene under dem, og åpner og lukker seg passivt ti ganger raskere enn et øyeblikks hastighet. De utvider seg umiddelbart ved kontakt med vann og endrer form avhengig av strømmen.

Rhagobot er Ortega-Jimenez’ versjon av dette høyteknologiske insektet. Etter å ha studert strukturen og funksjonen til Rhagovelias ben og propeller nøye, skapte han og teamet hans kunstige versjoner som også er designet for å transformere seg når de utsettes for vann.

Bevegelsesbilde av Rhagobot på vann

De er festet til Rhagobotens midtbein. I likhet med inspirasjonen, forlenges bladene umiddelbart når de senkes ned i vann, og lukkes når de stikker ut. Ingen ekstra strømkilde er nødvendig, ettersom bladets form bestemmes av vannets bevegelse og hastighet.

Teamet ville se om deres kunstige vifter ville gi Rhagobot en fordel. De bygde en erstatningsrobot, modellert etter en annen art vannløper som kunne drive seg selv frem ved hjelp av overflatespenning, og satte den opp mot Rhagobot.

Begge drives av samme mengde energi, men Rhagobot kan reise lenger og gjøre skarpe svinger raskere enn motstanderen takket være viftene sine.

«Skyvkraften som genereres av viften øker fremoverhastigheten og muliggjør rask bremsing», sier Ortega-Jimenez.

Samtidig la han til: «Viftens evne til å trekke seg tilbake reduserer også energien roboten trenger for å løfte beina opp av vannet betydelig.»

I fremtiden kan Rhagoboter krysse røff farvann for å bli en del av et miljøovervåkingssystem, og forskere er begeistret for potensialet for svermer av disse robotene til å bistå i søke- og redningsoppdrag under stormer og flom, selv om det å legge til vekten av sensorer og strøm ville være en betydelig utfordring.

Den kan til og med utforske steder utenfor Jorden. Hvis Rhagovelia beviser noe, er det at selv de minste skapningene kan gjøre store fremskritt, på vann eller andre steder.

Minh Hoan

Kilde: https://vtcnews.vn/kham-pha-robot-di-tren-nuoc-nho-bi-mat-cua-con-trung-ar960912.html