康奈尔大学研究跳水机器人,以加快开发水下移动机器人

2018年11月26日 由 浅浅 发表 861608 0
康奈尔大学研究跳水机器人,以加快开发水下移动机器人自然界中像鲸鱼或海豚跳出水面的景象雄伟壮观,但这些优雅的动作在技术上很难完成。因此,一组研究人员着手通过建造一个机器人来实现跳水。

来自康奈尔大学的研究人员研究了更简单和更常见的动物,如青蛙和小型甲壳类动物,它们可以进行突破性操作。这些较小的动物往往会突破捕获猎物或逃避捕食者,它们的小尺寸和可预测的行为使它们成为理想的研究对象。

在研究这些小动物时,研究人员发现决定动物从水中跳出多高的关键因素之一为“附带水量(entrained water mass)”。即离开水时动物带的水量。额外的质量通常占动物总重量的很大比例,最好的跳跃者会找到办法把它减到最小。

康奈尔大学研究跳水机器人,以加快开发水下移动机器人

这些倾向于流线型,因此它们可以尽可能顺利地切入水中。然而,研究人员为模仿行为而建造的机器人却不那么精简了。研究人员选择的设计很简单,只有铰链和橡皮筋提供跳跃力。尽管如此,他们的设备无法达到实际跳跃动物所达到的高度。

研究作者Sunghwan Jung说:“当我们制造和测试一种类似于跳跃动物的机器人系统时,它的跳跃速度与动物不同。为什么?因为我们的机器人不像流线型那样,所以会带出很多水。想象一下,你穿着湿衣服离开游泳池,由于水的重量,你可能感到行走很困难。”

至于下一代机器人,研究人员希望设计出一种更容易在水中移动、跳得更高的机器人。在未来,这项研究可以帮助设计更复杂的机器人,结合对监视真实动物的机器人的研究和协调它们的通信系统,我们也许很快就会看到成群结队的小型机器人在海洋中探索。
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