Робототехники объяснили аномальную ловкость многоножек — Naked Science
25.07.2016

Робототехники объяснили аномальную ловкость многоножек

Ученые из Университета Киото разработали математическую и роботизированную модель многоножки, которая прояснила особенности локомоции этих животных. Результаты исследования опубликованы в Scientific Report.

multi_legged

Многоножки — надкласс наземных членистоногих с длиной тела от 2 до 32 миллиметров и числом ног до 750. Теоретически такое количество конечностей должно создавать пропульсивную и замедляющие силы, снижающие их маневренность. Несмотря на это отдельные представители подтипа, в частности Scutigera coleoptrata (Обыкновенная мухоловка), способны развивать скорость до 40 сантиметров в секунду. При этом многоножки ловко преодолевают препятствия.

 

Для устранения противоречия исследователи создали компьютерную и после — роботизированную модель многоножки общей длиной 1,35 метра. Устройство состояло из шести сегментов, объединенных пятью сочленениями вертикальной оси и торсионными пружинами. Каждый сегмент был оснащен парой двусуставных ног для передвижения, ноги на головном блоке имели дополнительное сочленение для ориентации тела с помощью лазерного сканера с дальномером. Соединение сегментов было пассивным, но суставы ног приводились в движение двигателями.

 

Шаг робота состоял из двух действий: описания ногой полуокружности и перемещения «стопы». В первоначальном варианте передние направляющие «стопы» перемещалась в плоскости параллельной телу, показатель жесткости на кручение у пружин составлял 450 ньютон-миллиметров на градус. При такой конфигурации все сегменты двигались только по прямой линии. Затем жесткость на кручение пружин в передних ногах была снижена до 7,3 ньютон-миллиметровов на градус. В результате ученым удалось добиться аутентичного искривления тела многоножки.

 

Авторы уточнили, что такая локомоция позволила суставчатоногому роботу сохранять динамическое равновесие. В основе его волнообразнового движения лежала суперкритическая бифуркция Андропова — Хопфа, в данном случае она проявлялась в том, что тело достигало периодической устойчивости за счет пиковых значений дисбаланса в статичном положении. Ключевым условием динамического равновесия робота стала высокая скорость движения.

 

«Это исследование дает ключ к решению вопросов, связанных пониманием двигательных функций животных, и осмысленному подходу в рамках биологических наук», — заявил соавтор работы Синья Аои.

 

По его словам, в дальнейшем подобные эксперименты позволят улучшить моторику роботов — вне зависимости от количества их конечностей.

Нашли опечатку? Выделите фрагмент и нажмите Ctrl + Enter.
Вчера, 13:03
Мария Азарова

Исследование микробиома кишечника, проведенное японскими и американскими учеными, предоставляет один из потенциальных ключей к долголетию и лечению бактериальных инфекций.

Вчера, 09:16
Александр Березин

СМИ всего мира принялись рассказывать, что новые штаммы возникли из-за ослабления ограничений, снятия масок, а то и под воздействием вакцин. Якобы те оказали эволюционное давление, заставляющее вирус обходить вакцинную защиту. Увы, реальная биология указывает на совсем иную — и более устрашающую — картину. Разбираемся в деталях.

31 июля
Ольга Иванова

Ученые выяснили, что хроническая боль может влиять не только на физическое состояние, но и на психику человека, определяя его чувства, мысли и убеждения.

27 июля
Сергей Васильев

Окаменелости возрастом более 3,4 миллиарда лет могут быть остатками микробов-архей, живших и выделявших метан у гидротермальных источников на дне ископаемого моря.

28 июля
Мария Азарова

Член Северо-Западной организации Федерации космонавтики России Александр Хохлов рассказал о проблемах, сопровождающих модуль «Наука» на пути к МКС, и объяснил, почему на долгожданную стыковку будет всего одна попытка.

26 июля
Илья Ведмеденко

Египтяне провели учения, на которых французский истребитель Rafale одолел российский Су-35. Оба самолета принадлежат к четвертому поколению.

25 июля
Александр Березин

До массовой термоядерной энергетики 20 лет — и всегда будет 20 лет. Это незатейливая шутка сама стала старой еще 20 лет назад. Общество расстраивается от того, что термояд все никак не могут вывести на промышленный уровень. И лишь Илон Маск считает, что термоядерный реактор вовсе не нужен. Внимательный анализ показывает, что он прав. Даже если все технические проблемы термоядерной энергетики чудесным образом разрешатся, у нее не будет шансов вытеснить конкурентов. Как так вышло, и что тогда спасет человечество от энергетического кризиса?

13 июля
Ольга Иванова

Международная команда ученых идентифицировала ДНК из почвы в грузинской пещере. Благодаря этому исследователям удалось восстановить геном человека возрастом 25 тысяч лет, не имея никаких скелетных останков.

8 июля
Василий Парфенов

Подросток из бельгийского города Остенде стал вторым самым юным обладателем высшего образования в обозримой истории. Он с отличием окончил курс физики в Антверпенском университете и теперь собирается защитить магистерскую степень, а затем и докторскую диссертацию в этой области. Цель у него простая и понятная: увеличение продолжительности жизни человека вплоть до полного бессмертия за счет замены частей тела и органов механическими или искусственными.

[miniorange_social_login]

Комментарии

Написать комментарий

Подтвердить?
Подтвердить?
Лучшие материалы
Войти
Регистрируясь, вы соглашаетесь с правилами использования сайта и даете согласие на обработку персональных данных.

Сообщить об опечатке

Текст, который будет отправлен нашим редакторам: