Robotkwalle kan help om buitelandse windplase te bedien

Robotkwalle kan help om buitelandse windplase te bedien
Ons robot is geïnspireer deur die gewone maankwalle. Willyam Bradberry / Shutterstock 

Sommige van die laaste gebiede van ongerepte en ongerepte wildernis op aarde bestaan ​​onder die see. Hierdie mariene ekosisteme word egter bedreig deur diepsee-mynprojekte, oliebore en buitelandse windplase. Wanneer hierdie fasiliteite gebou en onderhou word, is dit geneig om die ryk ekologiese netwerke rondom hulle te beskadig.

Robotkundiges en ingenieurs werk daaraan om hierdie probleem aan te spreek en soek na nuwe maniere om masjiene te skep wat kan help om die onderwater komponente van die groeiende buitelandse bedryf te herstel, in stand te hou of te inspekteer. Onder leiding van kollegas Thierry Bujard en Gabriel Weymouth van die Universiteit van Southampton het my span 'n oplossing gevind vir hierdie probleem, die ontwerp van onderwaterrobotte geïnspireer deur die slimste swemmers van die natuur: die ultra-doeltreffende maankwalle.

Tradisionele waterrobotte is ontwerp vir twee hoofdoeleindes: vir doeltreffende, langafstandnavigasie oor oop stukke water, en vir take wat 'n hoë beweegbaarheid nodig het onder die onderliggende strukture. Albei soorte robotte is effektief, maar min robotte kombineer doeltreffende reis met hoë beweegbaarheid. Dit beteken dat die meeste waterrobotte te lomp en onhandig is om die buitelandse bedryf te ondersteun sonder om ook die ondersese omgewing te benadeel.

Inderdaad, met die uitbreiding van buitelandse ontwikkelings na toenemend brose omgewings, sukkel selfs moderne mariene robotte om die kompleksiteit van hul missies die hoof te bied. Daar is tans baie navorsing oor die ontwikkeling van outonome diepsee-robotte, met inisiatiewe soos Xprize befondsing aan sommige van die opwindendste idees.

Mariene masjiene

Om op hierdie uitdagings te reageer, het ingenieurs na biologie gekyk om nuwe vorms van robotiese onderwateraangedrewe te inspireer. Na miljoene jare van evolusie, is die logika van toepassing, moet waterdiere modelle bied om die swakhede van die huidige oes onderwaterrobotte aan te spreek.

Die swemmetode van vis, gebaseer op die klap van hul verskillende vinne, het die primêre bron van inspirasie vir diegene geword eksperimenteer met nuwe onderwatervoertuie. Maar die polsspoel-swemmodus wat deur jellievisse bevoordeel word, word allerweë beskou as die wêreld se mees doeltreffende onderwater-aandrywingsmeganisme, wat 'n meer dwingende tegnologiese oplossing bied wat baie makliker is vir robotiste om na te boots.

Polsslag is afhanklik van die sikliese uitsetting en inkrimping van 'n hol holte van die liggaam van die monster. Hierdie stelsel dryf die inname en uitstoot van water aan, wat kwalle uiteindelik 'n vorm van aandrywing bied.


 Kry die nuutste per e-pos

Weeklikse Tydskrif Daaglikse Inspirasie

Ondanks die eenvoud daarvan, kan hierdie swemstrategie ongelooflike ratsheid sowel as hoogs energie-doeltreffend tot gevolg hê. Die vinnigste inkvis kan tot 8 meter per sekonde met behulp van 'n polsspuitstelsel, terwyl die jellievisse Aurelia aurita (ook bekend as die maan-jellievis) is bekend die doeltreffendste swemmer op die planeet.

Deur hierdie organismes te kopieer wanneer ons onderwaterrobotte bou, kan ons nuwe onderwatervoertuie ontwerp wat 'n hoë beweeglikheid met ongeëwenaarde doeltreffendheid kan kombineer. In ons onlangse navorsing, het ons 'n nuwe bio-geïnspireerde robot ontwikkel wat kan ooreenstem met die voortstuwingsdoeltreffendheid van die Aurelia aurita. Om dit te doen, het ons die sleutelbeginsel nageboots wat kwalle in staat stel om hul hoë voortstuwingsdoeltreffendheid te bereik: resonansie.

Die Aurelia aurita of maan-jellievisDie Aurelia aurita of maankwalle word beskou as die doeltreffendste swemmer op aarde. Richard A McMillin / Shutterstock

Resonante robotika

Resonansie is 'n fisiese verskynsel wat gereeld voorkom in baie alledaagse aktiwiteite soos stap, speel op 'n swaai en selfs sing. As ons byvoorbeeld na 'n swaaiende slinger kyk, weet ons uit ondervinding dat dit sal voortgaan om te swaai totdat dit tot rus kom, en hang in 'n vertikale posisie soos bepaal deur swaartekrag. Die frekwensie waarmee die slinger ossilleer, word sy "natuurlike frekwensie" genoem.

Uit ervaring weet ons ook dat as ons die slinger wil ossilleer, die maklikste manier is om dit te doen deur elke keer as dit die hoogste punt van sy oscillasie is, 'n handige knuffel te gee, net soos wanneer ons 'n kind hoër stoot op 'n swaai. As ons dit doen, laat ons toe dat die slinger of swaai 'resoneer'.

Resonansie vind dus plaas wanneer 'n eksterne krag 'n stelsel op sy natuurlike frekwensie beïnvloed, wat veroorsaak dat die stelsel groter amplitude-ossillasies bereik met 'n fraksie van die benodigde krag. Dit is wat die werking van resonansie so doeltreffend maak. Ons het dieselfde beginsel toegepas op die voortstuwing van ons jellievis-geïnspireerde robot.

Ons het veronderstel dat ons die inherente natuurlike frekwensie van die elastiek sou kon benut deur die ontwerp van 'n robotkwal met 'n elastiese voortstuwingstelsel, om die meganisme in resonansie te laat beweeg. In resonansie gee ons robot kragtige polsstrale teen 'n fraksie van die energiekoste.

Die robot wat ons ontwikkel het, het 'n elastiese binnekamer wat uitbrei en in duie stort onder die effek van 'n sambreelagtige meganisme. Toe dit in 'n watertenk getoets is, het gevind dat die robot sy swemsnelheid verhoog, aangesien die snelheid waarmee dit pols, die natuurlike frekwensie van die elastiese kamer van die robotkwalle nader. Dit het bewys dat ons robot-jellievis resonansie bereik het.

Die doeltreffendheid van 'n stelsel wat homself aandryf, hetsy meganies of biologies, is gebaseer op 'n vergelyking wat die geabsorbeerde krag, die snelheid van die stelsel en die massa daarvan kombineer. Wanneer dit op ons robot toegepas word, stel die vergelyking ons robotkwalle gelyk aan die Aurelia aurita jellievisse.

Dit is 'n treffende resultaat met 'n tweeledige impak. Aan die een kant wys dit vir die eerste keer dat 'n meganiese stelsel die voortstuwingsdoeltreffendheid van die beste swemmers van die natuur kan bereik. Aan die ander kant het ons robot die uitmuntende swem van sy biologiese eweknieë verduidelik - wat nou biologies kan help om terug te keer na die studie van jellievisse en inktvis met 'n heeltemal nuwe perspektief.

Aangedryf deur 'n stelsel wat geïnspireer is deur die doeltreffendste swemmers van die natuur, bied ons robotkwalle 'n prototipe van 'n dinamiese en doeltreffende onderwaterrobot, wat die buitelandse windplaasbedryf eendag kan gebruik om die dele van hul infrastruktuur wat onder die golwe lê, te onderhou.

Oor die outeurs

Francesco Giorgio-Serchi, kanseliergenoot in robotika en outonome stelsels, Universiteit van Edinburgh

Hierdie artikel is op 24 Februarie 2021 opgedateer om die span van die Universiteit van Southampton wat ook aan hierdie navorsing gewerk het, te erken.Die gesprek

Hierdie artikel is gepubliseer vanaf Die gesprek onder 'n Creative Commons lisensie. Lees die oorspronklike artikel.

verwante Boeke

Uittreksel: Die mees omvattende plan wat ooit voorgestel is om globale verwarming te keer

deur Paul Hawken en Tom Steyer
9780143130444In die gesig van wydverspreide vrees en apatie het 'n internasionale koalisie van navorsers, professionele persone en wetenskaplikes vergader om 'n stel realistiese en vet oplossings vir klimaatsverandering te bied. Een honderd tegnieke en praktyke word hier beskryf. Sommige is bekend; Party waarvan jy nooit gehoor het nie. Hulle wissel van skoon energie om meisies in laer-inkomste lande op te voed tot grondgebruikspraktyke wat koolstof uit die lug trek. Die oplossings bestaan, is ekonomies lewensvatbaar, en gemeenskappe regoor die wêreld is tans besig om hulle met vaardigheid en vasberadenheid te bewerkstellig. Beskikbaar op Amazon

Ontwerp van klimaatoplossings: 'n beleidsgids vir laekoolstof-energie

deur Hal Harvey, Robbie Orvis, Jeffrey Rissman
1610919564Aangesien die gevolge van klimaatsverandering alreeds op ons afkom, is die behoefte om die uitstoot van kweekhuisgasse wêreldwyd te verminder, niks minder as dringend nie. Dit is 'n uitdagende uitdaging, maar die tegnologieë en strategieë om dit die hoof te bied, bestaan ​​vandag. 'N Klein stel energiebeleide, wat goed ontwerp en geïmplementeer is, kan ons op die weg na 'n koolstofarme toekoms plaas. Energiestelsels is groot en ingewikkeld, dus moet energiebeleid gefokus en kostedoeltreffend wees. Een-maat-pas-almal-benaderings sal die werk eenvoudig nie doen nie. Beleidmakers het 'n duidelike, omvattende hulpbron nodig wat die energiebeleid uiteensit wat die grootste impak op ons klimaatstoekoms sal hê, en beskryf hoe om hierdie beleide goed te ontwerp. Beskikbaar op Amazon

Dit verander alles: Kapitalisme teen Die Climate

deur Naomi Klein
1451697392In Dit verander alles Naomi Klein beweer dat klimaatsverandering nie net 'n ander probleem is om netjies tussen die belasting en gesondheidsorg geliasseer te word nie. Dit is 'n alarm wat ons noem om 'n ekonomiese stelsel op te los wat ons al in baie opsigte misluk. Klein bou die saak noukeurig aan, hoe ons ons kweekhuisvrystellings op groot skaal verminder, is ons beste kans om gelyke ongelykhede gelyktydig te verminder, ons gebroke demokrasieë te heroorweeg en ons gesonde plaaslike ekonomieë te herbou. Sy ontbloot die ideologiese wanhoop van die klimaatveranderende deniers, die messiaanse wanpersies van die geoengineerders en die tragiese nederlaag van te veel hoofstroom-groen inisiatiewe. En sy demonstreer presies waarom die mark nie die klimaatkrisis kan oplos nie, maar nie die situasie kan vererger nie, maar dit sal eerder erger maak, met steeds meer ekstreme en ekologies skadelike ontginningsmetodes, gepaardgaande met rampspoedkapitalisme. Beskikbaar op Amazon

Van Die Uitgewer:
Aankope op Amazon gaan die koste om u te bring, te dek InnerSelf.comelf.com, MightyNatural.com, en ClimateImpactNews.com gratis en sonder adverteerders wat jou blaaitoontjies dop. Selfs as jy op 'n skakel klik, maar nie hierdie geselekteerde produkte koop nie, enigiets anders wat jy in dieselfde besoek op Amazon koop, betaal ons 'n klein kommissie. Daar is geen bykomende koste vir u nie, dus dra by tot die moeite. Jy kan ook gebruik hierdie skakel Om te enige tyd vir Amazon te gebruik, sodat u ons pogings kan ondersteun.

 

Jy kan ook graag

BESKIKBARE TALE

enafarzh-CNzh-TWnltlfifrdehiiditjakomsnofaptruessvtrvi

volg InnerSelf op

facebook-ikoonTwitter-ikoonYouTube-ikooninstagram-ikoonpintrest-ikoonrss-ikoon

 Kry die nuutste per e-pos

Weeklikse Tydskrif Daaglikse Inspirasie

Marie T. Russell se daaglikse inspirasie
 

INNERSELF VOICES

Hoe selfsorg lyk: dit is nie 'n taaklys nie
Hoe selfsorg lyk: dit is nie 'n taaklys nie
by Kristi Hugstad
Dit is nie die nuutste neiging nie. Dit is nie 'n hutsmerk op sosiale media nie. En dit is beslis nie selfsugtig nie ...
Horoscoopweek: 3 - 9 Mei 2021
Horoscoop Huidige week: 3 - 9 Mei 2021
by Pam Younghans
Hierdie weeklikse astrologiese tydskrif is gebaseer op planetêre invloede en bied perspektiewe en ...
Wat Michelangelo my geleer het oor die vind van vryheid van angs en angs
Wat Michelangelo my geleer het: vryheid van vrees en angs
by deur Wendy Tamis Robbins
Twee weke nadat ek van my eerste man geskei het, het ek 'n bustoer deur Italië bespreek, my eerste reis ...
Die res van 'n beledigende, liefdelose ouer skoonmaak
Die res van 'n beledigende, liefdelose ouer skoonmaak
by Maureen J. St. Germain
U is op die punt om 'n baie spesifieke tegniek te leer om u onderbewussyn van al die ou dinge te verwyder.
Herstelkafees: 'n wêreldwye beweging van passievolle vrywilligers
Herstelkafees: 'n wêreldwye beweging van passievolle vrywilligers
by Martine Postma
Klaarblyklik is mense wêreldwyd gereed vir verandering, gereed om afskeid te neem van ons weggooigemeenskap en ...
Vyf stappe om uit u gesonde houding te kom
Vyf stappe om uit u gesonde houding te kom
by Jude Bijou
Kom u in 'n negatiewe bui en sukkel u om uit te kom? Lyk dit asof u talmende gevoelens ...
Ons kan nie vir die waarheid wegkruip nie: Volle Supermaan in Skerpioen
Ons kan nie vir die waarheid wegkruip nie: Volle Supermaan in Skerpioen
by Sarah Varcas
Hierdie supermaan is op 3 April 33 om 27:2021 in Scorpio vol. Dit sit oorkant die res van die ...
Precognitive Dream Daisy-Chains: The "Trivial" Details of Life
Precognitive Dream Daisy-Chains: The "Trivial" Details of Life
by Eric Wargo
U sal ontdek as u droomjoernaal groei, dat u drome met mekaar verbind is op 'n groot web of ...

MEESTE LEES

Plant blomme-advertensieborde in u tuin om foute in die moeilikheid te help
Plant blomme-advertensieborde in u tuin om foute in die moeilikheid te help
by Samantha Murray, Universiteit van Florida
Insekte word aangetrek deur landskappe waar blomplante van dieselfde spesie gegroepeer is ...
Gesinsgeweld: die oproepe om hulp het toegeneem - maar die antwoorde is nie makliker gekry nie
Gesinsgeweld: die oproepe om hulp het toegeneem - maar die antwoorde is nie makliker gekry nie
by Tara N. Richards en Justin Nix, Universiteit van Nebraska Omaha
Kenners het verlede jaar (2020) die toename in gesinsgeweldslagoffers wat hulp gevra het, verwag. Slagoffers ...
Hoe om die ambisieuse doelwit te bereik om 30% van die aarde teen 2030 te bewaar
Hoe om die ambisieuse doelwit te bereik om 30% van die aarde teen 2030 te bewaar
by Matthew Mitchell, Universiteit van Brits-Columbië
Vyf en vyftig lande, waaronder Kanada, die Europese Unie, Japan en Mexiko, het belowe om die ...
Oscars 2021: COVID-19 het 'n 'Terug na die toekoms'-liefde vir films herwin
Oscars 2021: COVID-19 het 'n 'Terug na die toekoms'-liefde vir films herwin
by Kim Nelson, Universiteit van Windsor
Bioskope was nie soos mense oorspronklik films gekyk het nie. Daar is tekens dat huisbesoek sal wees ...
6 stappe om 'n traumagevoelige oefening vir tuisoefeninge te skep
6 stappe om 'n traumagevoelige oefening vir tuisoefeninge te skep
by Laura Khoudari
Ontdek hoe om te begin (of terug te keer) om te oefen op 'n manier wat emosioneel en fisies voel ...
Gaan terug na die gimnasium: hoe u beserings kan vermy na die toesluit
Terug na die gimnasium: hoe u beserings kan vermy
by Matthew Wright, Mark Richardson en Paul Chesterton, Teesside Universiteit
Beserings vind plaas as die oefenlading weefselverdraagsaamheid oorskry - dus as u meer doen as ...
Kleinhandel in die pandemie: geen skoene, geen hemp, geen masker nie - geen diens nie?
Kleinhandel in die pandemie: geen skoene, geen hemp, geen masker nie - geen diens nie?
by Alison Braley-Rattai, Brock Universiteit
Maskering is tans nodig om toegang tot winkels in Kanada te hê te midde van die COVID-19-pandemie. ...
Aanlyngemeenskappe hou risiko's in vir jongmense, maar is ook belangrike bronne vir ondersteuning
Aanlyngemeenskappe hou risiko's in vir jongmense, maar is ook belangrike bronne vir ondersteuning
by Benjamin Kaveladze, Universiteit van Kalifornië, Irvine
Aristoteles noem mense 'die sosiale dier', en mense erken al eeue dat jong ...
Stry met die mense vir wie jy lief is? Hoe om 'n gesonde dispuut oor die gesin te hê
Stry met die mense vir wie jy lief is? Hoe om 'n gesonde dispuut oor die gesin te hê
by Jessica Robles, Loughborough Universiteit
Anders as Brittanje se koninklike familie, het die meeste van ons nie die opsie om na 'n ander land te verhuis as ons ...
Wat Homerus se 'Odyssey' ons kan leer oor die toetreding tot die wêreld na 'n jaar van isolasie
Wat Homerus se 'Odyssey' ons kan leer oor die toetreding tot die wêreld na 'n jaar van isolasie
by Joel Christensen, Universiteit Brandeis
In die antieke Griekse epos "The Odyssey" beskryf Homeros se held, Odysseus, die wilde land van die ...
Waarom bome nie genoeg is om die koolstofvrystelling van die samelewing te kompenseer nie
Waarom bome nie genoeg is om die koolstofvrystelling van die samelewing te kompenseer nie
by Bonnie Waring, Imperial College in Londen
Ons samelewing vra soveel van hierdie brose ekosisteme, wat die beskikbaarheid van varswater beheer vir ...
Herstelkafees: 'n wêreldwye beweging van passievolle vrywilligers
Herstelkafees: 'n wêreldwye beweging van passievolle vrywilligers
by Martine Postma
Klaarblyklik is mense wêreldwyd gereed vir verandering, gereed om afskeid te neem van ons weggooigemeenskap en ...
Wat Michelangelo my geleer het oor die vind van vryheid van angs en angs
Wat Michelangelo my geleer het: vryheid van vrees en angs
by deur Wendy Tamis Robbins
Twee weke nadat ek van my eerste man geskei het, het ek 'n bustoer deur Italië bespreek, my eerste reis ...

Nuwe Houdings - nuwe moontlikhede

InnerSelf.comClimateImpactNews.com | InnerPower.net
MightyNatural.com | WholisticPolitics.com
Kopiereg © 1985 - 2021 InnerSelf Publikasies. Alle regte voorbehou.