专家园地

您所在位置:首页 > 专家园地 > 正文

跳出水面的水生动物激发了跳跃机器人

文章作者:www.cs-vaccine.com发布时间:2020-03-17浏览次数:1256

我看到水生动物跳出水面,想知道他们是如何以流线型和优雅的方式做到这一点的。一群专门从事天然水进出的研究人员也存在同样的问题,正在探索动物成功跳出水面的必要性。具体的身体状况。

第71届美国物理学会流体动力学年会将于11月18日至20日在佐治亚州亚特兰大的世界会议中心举行。康奈尔大学生物与环境工程副教授Sunghwan Jung将参加他的学生Brian Chang。展示他们的作品,设计一个灵感来自跳跃桡足类(小甲壳类动物)和青蛙的机器人系统,以照亮水生动物跳跃时的一些流体动力学。

“我们收集了不同大小的水生动物的数据 - 从大约1毫米到数十米 - 跳出水面,并能够发现它们的最大跳跃高度与它们的大小有关,”Jung说。

在自然界中,动物经常进出水以用于各种目的 - 包括逃避捕食者,捕获猎物或进行交流。 “但由于水的密度是空气的1000倍,因此进出水需要花费很多精力,因此水生动物面临机械挑战,”Jung说。

作为一个对象 - 像海豚或桡足类 - 跳过水,质量被添加到它 - 一个称为“夹带水团”的数量。在流出水生动物体的过程中,这种夹带的水团结合并扫过。研究小组发现夹带的水团很重要,因为它限制了动物的最大跳跃高度。

“我们正在努力了解生物系统如何巧妙地识别和克服这些挑战,以最大限度地提高其性能,这也可能为工程系统进入或退出空气 - 水界面提供基础,”Jung说。

大多数水生动物都是流线型的,限制了夹带水团的影响,因此水很容易从身体上滑落。 “这就是为什么他们是如此出色的跳投,”荣格说。 “但是当我们制作和测试类似于跳跃动物的机器人系统时,它并没有像动物一样跳跃。为什么?我们的机器人不像流线型那样携带大量的水。想象一下,穿着湿衣服走出泳池 - 由于水的重量,你可能无法走路。“

该组中的机器人设计简单,类似于带橡皮筋的门铰链。橡胶带缠绕在3D打印门铰链的外周边上,并且固定门铰链的细线允许其在向下推动流体时翻转。 “当一个物体跳出水面时,这个机器人显示了夹带水的重要性,”他说。

接下来,该团队将修改并推进其机器人系统,以便在更高的高度跳出水面,类似于桡足类或青蛙等动物所达到的高度。 “这个系统可能用于盆地附近的监视,”荣格说。