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

Нанотехнологии на основе эффекта лотоса

News image

В середине 70-х годов прошлого века немецкими учеными-ботаниками Боннского университета Вильгельмом Бартхлоттом (WilhelmBarthlott) и Кристофом Найнуйсом (C...

Украинцы вырастили самый большой сапфир

News image

Новости по теме: На Тайване ученые вырастили трех светящихся зеленых свинейВ Мексике залили самый большой в ...

Нанотехнологии в пламени свечи

News image

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

Германия: нанотехнологии улучшают автомо

News image

Германское Министерство, курирующее исследовательские работы, объявило о намерении инвестировать 38 миллионов евро в программу NanoMobil. Це...

Соломинка жизни — единственный источник

News image

Lifestraw («соломинка жизни»), переносная система фильтрации питьевой воды, завоевала главный приз на пятом конкурсе Идей, Ме...

Истинные истребители в пятом поколении

News image

Выполнению боевой задачи способствует изворотливость, умение прятаться и действовать по обстоятельствам. Ради таких качеств можно со...

Очистка воды через нанотрубки

News image

Нанотехнологии помогут обеспечить питьевой водой регионы мира, страдающие от засухи, а так же области с за...

Наноспирали оксида кремния

News image

Во многих научных журналах публикуются статьи, в которых учёные синтезируют и описывают всё новые и но...

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...

Ученые слепили самого маленького в мире снеговика

Фигурка получилась высотой всего в одну сотую миллиметра – впятеро меньше толщины человеческого волоса. Как правило, дети состязаются друг с другом в ...

Бактерии приводят в движение крошечные наномеханизмы

Шестерни в миллион раз более массивные, чем бактерии , говорит главный исследователь Игорь Аронсон. Возможность использовать и контролировать эне...

Высокие требования к энергоэффективным решениям

Химический концерн «Халфрид» — группа предприятий, созданная в 2008 году под эгидой промышленного внедрения научно-исследовательских и опытно-конструкторских работ в сфере на...

ИЗОБРЕТЕН ОПТИЧЕСКИЙ МИКРОСКОП С ЗОЛОТЫМ ПЕРОМ

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

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.