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.
Позавчера, 09:23
Сергей Васильев

Биологи обнаружили, что обширные скопления пластика позволяют прибрежным животным осваивать открытое море, прежде для них недоступное, и распространяться по всем уголкам океана.

2 декабря
Василий Парфенов

Пару недель назад Международная космическая станция разменяла 23-й год своего существования на орбите. И хотя далеко не все ее модули насчитывают и десяти лет эксплуатации, конструкция в целом давно вызывает опасения в надежности. В числе прочего американскую сторону особо волнуют недавние неполадки в российском сегменте. Их считают предвестником серьезного препятствия человеческой экспансии в космос — когда мы лишимся важнейшего форпоста на орбите Земли, а замены ему еще не появится.

Позавчера, 12:49
Алиса Гаджиева

У погибшего почти 70 миллионов лет назад хищника была трудная жизнь: помимо обычного набора проблем, таких как схватки с сородичами, он страдал от зубной боли.

Позавчера, 09:23
Сергей Васильев

Биологи обнаружили, что обширные скопления пластика позволяют прибрежным животным осваивать открытое море, прежде для них недоступное, и распространяться по всем уголкам океана.

2 декабря
Василий Парфенов

Пару недель назад Международная космическая станция разменяла 23-й год своего существования на орбите. И хотя далеко не все ее модули насчитывают и десяти лет эксплуатации, конструкция в целом давно вызывает опасения в надежности. В числе прочего американскую сторону особо волнуют недавние неполадки в российском сегменте. Их считают предвестником серьезного препятствия человеческой экспансии в космос — когда мы лишимся важнейшего форпоста на орбите Земли, а замены ему еще не появится.

1 декабря
Мария Азарова

Более низкие уровни интерлейкина-6 — маркера системного воспаления — выявили у людей, которые считали, что готовы предоставлять больше поддержки окружающим, чем получать взамен.

12 ноября
Мария Азарова

Кошки оказывались сбиты с толку, когда их человек, как им казалось, «телепортировался» в новое, неожиданное место. Однако они не реагировали таким же образом на чужих людей или других животных.

25 ноября
НИУ ВШЭ

Мобильные ученые публикуются в индексируемых журналах в два раза чаще. К такому выводу пришли исследователи из НИУ ВШЭ.

18 ноября
Ольга Иванова

Группа исследователей из Китая и США выявила дополнительный фактор, который мог способствовать самому крупному вымиранию на планете.

[miniorange_social_login]

Комментарии

Написать комментарий

Подтвердить?
Подтвердить?
Не получилось опубликовать!

Вы попытались написать запрещенную фразу или вас забанили за частые нарушения.

Понятно
Лучшие материалы
Войти
Регистрируясь, вы соглашаетесь с правилами использования сайта и даете согласие на обработку персональных данных.
Ваша заявка получена

Мы скоро изучим заявку и свяжемся с Вами по указанной почте в случае положительного исхода. Спасибо за интерес к проекту.

Понятно
Ваше сообщение получено

Мы скоро прочитаем его и свяжемся с Вами по указанной почте. Спасибо за интерес к проекту.

Понятно

Сообщить об опечатке

Текст, который будет отправлен нашим редакторам: