Entdecken Sie Roboter, die dank des Geheimnisses der Insekten auf dem Wasser laufen

Rhagovelia, ein semiaquatisches Insekt, hat fächerförmige Fortsätze an den Spitzen ihrer Mittelbeine, die sich je nach der Bewegung des darunter liegenden Wassers passiv öffnen und schließen. Deshalb gleiten sie mühelos über die Wasseroberfläche.

Der Biologe Victor Ortega-Jimenez von der University of California in Berkeley ist fasziniert davon, wie diese winzigen Insekten beschleunigen, schnelle Wendungen und andere Manöver ausführen können, fast so, als würden sie auf der Oberfläche einer Flüssigkeit fliegen.

Rhagobot wurde von Strukturen inspiriert, die an den Beinen des Rhagovelia-Wasserkäfers gefunden wurden (Quelle: Arstechnica)

„Der Propeller von Rhagovelia dient als inspirierende Vorlage für die Entwicklung selbstverwandelnder künstlicher Propeller und bietet Einblicke in ihre Form und biologische Funktion“, sagte er in einer kürzlich in der Zeitschrift Science veröffentlichten Studie.

„Solche Konfigurationen sind bei semiaquatischen Robotern noch weitgehend unerforscht “, sagt der Biologe Victor Ortega-Jimenez.

Ortega-Jimenez brauchte fünf Jahre, um herauszufinden, wie sich das Insekt fortbewegt. Während man dachte, dass sich Rhagovelias Fächerbeine durch Muskelkraft verformen, entdeckte er, dass sich die Fortsätze automatisch an die Oberflächenspannung und die elastischen Kräfte unter ihnen anpassen und sich passiv mit der zehnfachen Geschwindigkeit eines Wimpernschlags öffnen und schließen. Bei Kontakt mit Wasser dehnen sie sich augenblicklich aus und verändern ihre Form je nach Strömung.

Rhagobot ist Ortega-Jimenez‘ Version dieses Hightech-Insekts. Nach sorgfältiger Untersuchung der Struktur und Funktion der Beine und Propeller von Rhagovelia schufen er und sein Team künstliche Versionen, die sich ebenfalls im Kontakt mit Wasser verändern.

Bewegtbild von Rhagobot auf dem Wasser

Sie sind an den Mittelbeinen des Rhagobots befestigt. Wie ihr Vorbild fahren die Klingen beim Eintauchen in Wasser sofort aus und schließen sich, wenn sie herausragen. Es ist keine zusätzliche Energiequelle erforderlich, da die Form der Klinge durch die Bewegung und Geschwindigkeit des Wassers bestimmt wird.

Das Team wollte herausfinden, ob die künstlichen Ventilatoren Rhagobot einen Vorteil verschaffen würden. Sie bauten einen Ersatzroboter nach dem Vorbild einer anderen Wasserläuferart, die sich mithilfe der Oberflächenspannung fortbewegen konnte, und ließen ihn gegen Rhagobot antreten.

Beide werden mit der gleichen Energiemenge angetrieben, aber Rhagobot kann dank seiner Ventilatoren weiter reisen und schneller scharfe Kurven fahren als sein Gegner.

„Der vom Ventilator erzeugte Schub erhöht die Vorwärtsgeschwindigkeit und ermöglicht ein schnelles Bremsen“, sagt Ortega-Jimenez.

Gleichzeitig fügte er hinzu: „Die Fähigkeit des Ventilators, sich zurückzuziehen, reduziert auch die Energie, die der Roboter benötigt, um seine Beine aus dem Wasser zu heben, erheblich.“

Rhagobots könnten in Zukunft raue Gewässer durchqueren und Teil eines Umweltüberwachungssystems werden. Forscher sind begeistert von der Möglichkeit, dass Schwärme dieser Roboter bei Such- und Rettungsmissionen bei Stürmen und Überschwemmungen helfen könnten, auch wenn das zusätzliche Gewicht der Sensoren und die Energieversorgung eine erhebliche Herausforderung darstellen würden.

Es könnte sogar Orte jenseits der Erde erkunden. Wenn Rhagovelia eines beweist, dann, dass selbst die kleinsten Lebewesen große Fortschritte machen können, auf dem Wasser oder anderswo.

Minh Hoan

Quelle: https://vtcnews.vn/kham-pha-robot-di-tren-nuoc-nho-bi-mat-cua-con-trung-ar960912.html