Roboter mit Schwanz Carnegie Mellon Universität, College of Engineering / YouTube
Die Natur kann unglaublich nützlich sein, wenn es darum geht, komplexe menschliche Probleme zu lösen. In diesem Fall könnte der leichte pelzige Schwanz eines Geparden, der als aerodynamischer Widerstandsschwanz bekannt ist, es Wissenschaftlern laut einer Studie ermöglicht haben, ein Problem in der Robotik zu überwindenveröffentlicht in IEEE-Transaktionen zur Robotik .
Wenn Sie überrascht sind, dass Katzen für Ingenieure so hilfreich sein können, sollten Sie es nicht sein.
Viele Großkatzen bewegen sich selbst bei zu hohen Geschwindigkeiten mit hoher Präzision und Manövrierfähigkeit. Dies ist zum Teil ihren Schwänzen zu verdanken. Bisher konnte das Gleiche nicht über Roboter gesagt werden. Das Hinzufügen eines Schwanzes zu einem Roboter kann Nachteile bedeutenwie erhöhte Masse, hohe Trägheit - der Widerstand eines Objekts gegen Geschwindigkeitsänderungen - und höhere Energiekosten.
Aber jetzt scheinen sich die Dinge geändert zu haben.
Ein Trägheitsproblem
Während die meisten Roboterschwänze eine hohe Trägheit haben, ist die Gepardenschwanz verwendet Luftwiderstand, um hohe Kräfte bei geringer Trägheit zu erzielen. Laut den Forschern des Robomechanics Lab der Carnegie Mellon University, die in Zusammenarbeit mit der Universität von Kapstadt arbeiteten, könnte ein Luftwiderstandsschwanz ähnlich wie der Gepard bei Robotern helfenMobilität.
"Roboterschwänze haben sich aufgrund ihrer Einfachheit in der Vergangenheit auf Schwänze mit hoher Trägheit verlassen, aber die Natur hat bereits herausgefunden, dass es bessere Möglichkeiten gibt, agile Bewegungen zu stabilisieren" erklärt Doktorand Joseph Norby .
In der Arbeit verglichen die Forscher aerodynamische und träge Schwänze, um einen Schwanz mit maximaler Wirksamkeit und minimaler Trägheit zu konstruieren. "Diese Forschung legt nahe, dass die Befolgung der Inspiration der Natur zu gleich starken Schwänzen für einen Bruchteil der Gewichtskosten führt."
Die Forscher betonten die Effektivität des Hecks zur Verbesserung der Beweglichkeit des Roboters und zur besseren Kontrolle seiner Bewegungen und stellten fest, dass beide zwar dem Roboter ermöglichen, sich in der Luft zu drehen, das aerodynamische Heck jedoch den Vorteil hat, viel leichter zu sein.
Obwohl die Masse aufgrund des Hecks zunahm, stellten die Forscher fest, dass der Roboter mit einem Schwanz schneller beschleunigen kann als ein Roboter ohne Schwanz. "Schwänze tragen zur Stabilisierung des Roboters bei, was bei schwierigen Manövern von entscheidender Bedeutung ist. Wir glaubenDas Verbesserung der Beweglichkeit des Roboters Dadurch können unsere Roboter Menschen außerhalb des Labors besser unterstützen ", sagte Norby.
Sie können den Roboter unten in Aktion sehen :