Robot yang terinspirasi cumi-cumi berenang bersama hewan laut paling efisien di alam
Robot

Robot yang terinspirasi cumi-cumi berenang bersama hewan laut paling efisien di alam


Perenang robotik yang terinspirasi dari cumi-cumi. Kredit: Bujard et al., Sci. Robot. 6, eabd2971 (2021)

Para ilmuwan di University of Southampton dan University of Edinburgh telah mengembangkan robot bawah air yang fleksibel yang dapat mendorong dirinya sendiri melalui air dengan gaya yang sama seperti perenang alam yang paling efisien — ubur-ubur Aurelia aurita.

Temuan, dipublikasikan di Ilmu Robotika, mendemonstrasikan bahwa robot bawah air baru ini dapat berenang secepat dan seefisien cumi-cumi dan ubur-ubur yang menginspirasi desainnya, yang berpotensi membuka kemungkinan baru untuk eksplorasi bawah air dengan desain ringan dan eksterior yang lembut.

Rekan penulis Dr. Francesco Giorgio-Serchi, Dosen dan Rekan Kanselir, di School of Engineering, University of Edinburgh, mengatakan: “Daya tarik organisme seperti cumi-cumi, ubur-ubur, dan gurita telah berkembang pesat karena mereka cukup unik dalam hal itu. kurangnya struktur kerangka yang mendukung tidak menghalangi mereka dari prestasi renang yang luar biasa. “

“Biaya transportasi” digunakan untuk membandingkan efisiensi spesies di seluruh biologi, dan dengan ukuran ini ubur-ubur adalah hewan yang paling efisien di alam, dengan mudah mengalahkan hewan yang berlari dan terbang serta ikan bertulang.

Robot baru dikembangkan di University of Southampton dan merupakan kapal selam pertama yang menunjukkan manfaat penggunaan resonansi untuk penggerak bawah air. Resonansi mengacu pada getaran besar yang terjadi saat menerapkan gaya pada frekuensi yang ideal, seperti mendorong anak pada ayunan. Hal ini memungkinkan robot untuk menggunakan daya yang sangat kecil tetapi menghasilkan semburan air besar untuk mendorong dirinya sendiri ke depan.

Dr Gabriel Weymouth dari University of Southampton dan Alan Turing Institute menjelaskan desain robot bawah air baru yang bergerak dengan gaya dan efisiensi kodrat perenang yang paling efisien. Kredit: Universitas Southampton

Mekanisme yang sederhana namun efektif terdiri dari membran karet yang membungkus delapan rusuk fleksibel dengan cetakan 3-D, yang bersama-sama membentuk ‘bel penggerak’. Piston kecil di setengah bagian atas robot mengetuk bel ini berulang kali sehingga mengembang dan kemudian berputar kembali. Ini meniru teknik berenang ubur-ubur dan menghasilkan semburan cairan untuk mendorong robot melewati air. Saat piston beroperasi dengan frekuensi yang benar — resonansi alami untuk komponen — robot dapat bergerak dengan satu panjang tubuh per detik dan sesuai dengan efisiensi ubur-ubur Aurella aurita.

Tes terbaru menunjukkan robot baru sepuluh hingga lima puluh kali lebih efisien daripada kendaraan bawah air kecil biasa yang didukung oleh baling-baling. Peningkatan efisiensi ini, dikombinasikan dengan manfaat tambahan dari bagian luar robot yang lembut dan fleksibel akan membuatnya ideal untuk beroperasi di dekat lingkungan sensitif seperti terumbu karang, situs arkeologi, atau bahkan di perairan yang penuh dengan perenang.

Rekaman mentah dari Robot swimming Credit: University of Southampton

Penulis bersama Thierry Bujard, seorang mahasiswa Magister Arsitektur Angkatan Laut di Universitas Southampton, merancang dan membangun robot dalam hitungan bulan. Thierry berkata, “Upaya sebelumnya untuk mendorong robot bawah air dengan sistem pengaliran melibatkan mendorong air melalui tabung yang kaku tetapi kami ingin melangkah lebih jauh sehingga kami membawa elastisitas dan resonansi untuk meniru biologi. Saya sangat terkejut dengan hasilnya, saya yakin bahwa desainnya akan berhasil, tetapi efisiensi robotnya jauh lebih besar dari yang saya harapkan. “

Dr. Gabriel Weymouth, Associate Professor di University’s School of Engineering, yang mengawasi proyek tersebut menambahkan, “Hal terbaik tentang penggunaan resonansi adalah kita dapat mencapai getaran besar dari bel penggerak dengan daya yang sangat kecil; kita hanya perlu menyodoknya keluar dari bentuk dan membiarkan elastisitas dan kelembaman melakukan sisanya Ini telah memungkinkan kami untuk membuka efisiensi tenaga penggerak yang digunakan oleh makhluk laut yang menggunakan jet untuk berenang.

  • Robot yang terinspirasi cumi-cumi berenang bersama hewan laut paling efisien di alam

    Gambar CAD dari desain robot. Kredit: Universitas Southampton

  • Robot yang terinspirasi cumi-cumi berenang bersama hewan laut paling efisien di alam

    Serangkaian robot yang diinspirasi secara biologis untuk pemantauan laut. Kredit: Bujard et al., Sci. Robot. 6, eabd2971 (2021)

“Dekade terakhir telah melihat lonjakan penelitian ke dalam robot fleksibel dan terinspirasi secara biologis, seperti” Anjing Besar “Boston Dynamic, karena mereka bisa jauh lebih serbaguna daripada robot industri standar. Penelitian ini menunjukkan bahwa konsep ini juga dapat diterapkan untuk robotika bawah air.

“Masih banyak tantangan dan kemungkinan menarik untuk dijelajahi dengan teknologi robot bawah air yang lembut. Kami sekarang ingin memperluas konsep di balik robot ini menjadi kendaraan bawah air yang sepenuhnya dapat bermanuver dan otonom yang mampu merasakan dan menavigasi lingkungannya.”


‘Squidbot’ ini terbang berkeliling dan mengambil foto karang dan ikan


Informasi lebih lanjut:
T. Bujard el al., “Robot yang terinspirasi dari cumi-cumi resonan membuka efisiensi pendorong biologis,” Ilmu Robotika (2021). robotics.sciencemag.org/lookup… /scirobotics.abd2971

“Robot yang terinspirasi cumi-cumi tampil dengan lincah,” Ilmu Robotika (2021). robotics.sciencemag.org/lookup… /scirobotics.abf4301

Disediakan oleh University of Southampton

Kutipan: Robot yang terinspirasi cumi-cumi berenang bersama hewan laut paling efisien di alam (2021, 20 Januari) diambil pada 24 Januari 2021 dari https://techxplore.com/news/2021-01-squid-inspired-robot-nature-efficient-marine.html

Dokumen ini memiliki hak cipta. Selain dari transaksi yang adil untuk tujuan studi atau penelitian pribadi, tidak ada bagian yang boleh direproduksi tanpa izin tertulis. Konten disediakan untuk tujuan informasi saja.


Halaman Ini Di Persembahkan Oleh : Singapore Prize