News image News image News image News image News image News image News image News image


Гепард - прототип для быстрейшего наземного
Нанотехнологии в технике - Техника

гепард - прототип для быстрейшего наземного

Гепард может бегать быстрее любого другого животного. Лапы геккона прилипают почти к любой поверхности без каких-либо жидкостей. А некоторые жуки передвигаются на расстояние, в 50 раз большее длины туловища, за 1 секунду. Если последних увеличить до масштабов человека, они бы неслись со скоростью 320 км/ч. Вся эта информация имеет практическое значение не только для любителей каналов Discovery и National Geographic. Конструктор роботов и профессор Массачусетского технологического института (Massachusetts Institute of Technology) Сэнгбей Ким (Sangbae Kim) пытается понять, как перенести используемые животными биологические механизмы на искусственные машины.

По словам учёного, царство зверей предоставляет лучшие идеи для создания мобильных роботов, потому как способность передвигаться – одна из ключевых для выживания, необходимая для поиска еды и воды, избегания столкновений с хищниками. Движение – это их главнейшая функция, и они выполняют её на отлично. Поэтому почерпнутые из природы идеи очень важны для таких конструкторов, как я , - объясняет Ким. Впервые исследователь занялся переносом биологических моделей несколько лет назад в Стэнфордском университете (Stanford University). Упрощение и адаптация особенностей, подмеченных у животных, привели к созданию искусственных машин, подобных реальным существам. Среди творений учёного и его команды - Stickybot, в котором применён принцип действия лап геккона, и iSprawl, вдохновением для реализации которого послужили тараканы. Последний проект обязан гепарду и подразумевает создание робота из лёгкого композитного материала, включающего углеродные волокна. Скорость передвижения должна составлять 56 км/ч. Безусловно, задача амбициозная. Используемые сегодня в различных областях роботы хотя чаще всего и оснащены колёсной базой, но довольно медлительны. Например, PackBot от iRobot, используемый американскими вооружёнными силами, развивает максимальную скорость всего 9 км/ч.

Большинство роботов на колёсах прекрасно справляются с ровными поверхностями, но они не отличаются быстротой , - говорит Ким. Это стало причиной внимания к самым быстрым земным существам – гепардам, которые могут в процессе преследования добычи разогнаться до 110 км/ч. Частично хищник обязан за это гибкому позвоночнику. В течение следующих 18 месяцев исследователь и четыре аспиранта будут конструировать и тестировать прототипы. Первым шагом станет компьютерная модель расчёта оптимальной длины конечностей, массы, движения суставов. Но наибольшая задача не в структуре скелета, а в достаточной мощности мотора для достижения желанной скорости.

Пока же флагман роботостроения – уже упомянутый Stickybot. Гекконы умеют ползать по стенам с такой же скоростью, как по земле – около 1 м/с. Эта способность делает их идеальными кандидатами на воспроизведение в виде механической ящерицы. Секрет такой резвости заключается в явлении направленного сцепления. Лапы геккона отделяются очень легко при движении вперёд, - поясняет Ким. – Если вы возьмёте обычную клейкую ленту и прижмёте к стене, вы не сможете снять её быстро. Направленное сцепление решает эту проблему . Подушечки лап этого животного покрыты миниатюрными волосками, или щетинками, толщиной в 1000 раз меньше человеческого волоса. Они цепляются к поверхностям благодаря межмолекулярным силам Ван-дер-Ваальса. Этот природный механизм Ким и попытался воплотить в Stickybot. Его ступни имеют аналогичное покрытие из тонких эластичных полимерных волосков, однако они крупнее, чем у геккона, и ограничивают возможности робота. Ему доступны только очень гладкие поверхности, такие как стекло. В настоящий момент технологию дорабатывают.

Ползать животные могут и с помощью когтей. Насколько практично такое решение в случае роботов, Ким также не преминул проверить. Экспериментальным устройством стал Spinybot с шестью конечностями и расположенными на них небольшими шипами, или коготками, как называет их команда исследователей. Идея была позаимствована у пауков. В отличие от когтей котов, их миниатюрные версии не проникают внутрь поверхностей, а используют естественные неровности. На каждой из механических лап Spinybot расположены 10 независимых друг от друга пальцев с двумя иглоподобными образованиями на каждом. Применение подобной технологии оказалось успешным, и Ким трудится над увеличением масштаба робота.

Тараканы – не самые привлекательные существа, но их способность быстро передвигаться, наоборот, притягивает внимание исследователей. Насекомые этого вида не контролируют с особой тщательностью каждую из 6 лап, меняющих положение 15 раз в секунду, объясняет Ким. Изучение тараканов и механики их движения привело к разработке робота iSprawl с шестью конечностями, но совсем иного характера, чем в случае с Spinybot. Искусственное существо размером с руку имеет аккумулятор, электромотор и систему передачи усилия от него к лапам. iSprawl был первым среди биороботов Кима и способен преодолевать 2,3 м в секунду.

 


Читайте:


Добавить комментарий


Защитный код
Обновить

Применение нанотехнологий

Имитация кимберлита

News image

Алмаз — абсолютно незаменимый материал в самых разных областях человеческой деятельности, начиная от ювелирной и об...

Сверхполиэтилен

News image

Кризис — хорошее время, чтобы избавиться от старого производства на устаревшем оборудовании и при наличии ср...

. Поглощают ли на самом деле растения уг

News image

Растения играют очень важную роль в жизни человека, поэтому остановимся на теории фотосинтеза подробнее. Теория фо...

Нанотехнологии в пламени свечи

News image

Углеродные наночастицы (CNP) являются побочным продуктом производства углеродных нанотрубок (CNT). Однако и они могут оказаться по...

Что такое композитные материалы

News image

Многокомпонентные материалы, состоящие, как правило, из пластичной основы (матрицы), армированной наполнителями, обладающими высокой прочностью, жесткостью и ...

Химики предлагают новый метод очистки во

News image

Очистка водорода необходима перед его применением в качестве топлива для топливных элементов, но существующие методы не...

В России появится принципиально новая на

News image

В России появится принципиально новая наука на основе нанотехнологий, биотехнологий, информационных технологий, специально ориентированных на ра...

В масштабе нанометров даже не ядовитое

News image

Башни главного калибра размером в 500 нм на поверхности кристалла AlGaAs Арман Розенбери, Рон Тонуччи и ...

Новости нанотехнологий

Кремниевые нанотрубки выращивают без применения золота

Кремниевые нанопроволоки помогут уменьшить размеры микрочипов. Ученые из Института Физики микроструктур Макса Планка в Галле впервые разработали нанопроволоки на кре...

Казавшаяся трудноразрешимой задача придания изделиям из

Казавшаяся трудноразрешимой задача придания изделиям из графена желаемой формы оказалась подвластна капелькам воды – о пластичности графеновых наноструктур сообщают химики из...

Влияние полярности электрического поля на рост вертикал

Одно из наиболее перспективных направлений использования углеродных нанотрубок (УНТ) связано с разработкой холодных полевых эмиттеров на их основе. Уникальные особенности та...

Наноальтернатива таблеткам

  Одним из первых медицинских применений нанотехнологии стало разработанное учеными из США быстродействующее лекарство от импотенции, которое сможет соперничать таблетками Частицы препарата ...

Композиты медицинские «MBM — ЛН»

Справка о применении в клинической практике композитного материала «MBM — ЛН» Композитный материал «MBM — ЛН» представляет собой ткань черного цвета. Развитая по...

More in: Технологии, Наноматериалы, Наномедицина, НаноТехника , Новости

Популярные заметки:

Космический лифт и нанотехнологии

От фантастики к реальности КОСМИЧЕСКИЙ ЛИФТ - это лента, один конец которой присоединен к поверхности Земли, а другой находится на...

ИЗОБРЕТЕН ОПТИЧЕСКИЙ МИКРОСКОП С ЗОЛОТЫМ ПЕРОМ

Немецкие и швейцарские физики придумали оптический микроскоп с золотым пером , который сможет конкурировать с громоз...

Обои смогут защитить здание от повреждений

Berry Plastics в сотрудничестве с Army Corp of Engineers разработала новые обои, которые способны защитить здания от повреждений. Обои под на...

Ученые проложили проводку в клеточной мембране

Ученым удалось передать и получить электрический импульс по клеточной мембране при помощи искусственно созданной нанопроволоки. Созданную ими гибридную систему авторы оп...

Новый метод создания электродов для измерения свойств н

Ученые, изучающие физические явления на наноуровне, хорошо знают, что «припаять» контакты к единичной органической молекуле зачастую намного сложнее, чем синтезировать са...

Your are currently browsing this site with Internet Explorer 6 (IE6).

Your current web browser must be updated to version 7 of Internet Explorer (IE7) to take advantage of all of template's capabilities.

Why should I upgrade to Internet Explorer 7? Microsoft has redesigned Internet Explorer from the ground up, with better security, new capabilities, and a whole new interface. Many changes resulted from the feedback of millions of users who tested prerelease versions of the new browser. The most compelling reason to upgrade is the improved security. The Internet of today is not the Internet of five years ago. There are dangers that simply didn't exist back in 2001, when Internet Explorer 6 was released to the world. Internet Explorer 7 makes surfing the web fundamentally safer by offering greater protection against viruses, spyware, and other online risks.

Get free downloads for Internet Explorer 7, including recommended updates as they become available. To download Internet Explorer 7 in the language of your choice, please visit the Internet Explorer 7 worldwide page.