哈佛创造了一个受生物启发的机器人

2021-12-17 15:37:17   编辑:祁毓茗
导读当大多数人想到虾时,他们会想到美味的海鲜和非常小的生物。你可能没想到一只小虾会打出非常强大的一拳。然而,螳螂虾拥有地球上所有动物中

当大多数人想到虾时,他们会想到美味的海鲜和非常小的生物。你可能没想到一只小虾会打出非常强大的一拳。然而,螳螂虾拥有地球上所有动物中最强的冲击力。

加速是其令人难以置信的强大冲击力的关键,螳螂虾能够以比从枪中射出的速度更快地加速其附肢。一拳可以将螃蟹的手臂从螃蟹上敲下来或敲碎贝壳。科学家们一直在研究螳螂虾如何产生如此强大的冲击力。哈佛的研究人员利用高速摄像机来了解更多关于强力拳的机制。这项研究可以为同样具有强大动力的小型机器人铺平道路。

该论文的资深作者罗伯特伍德教授说,螳螂虾撞击的速度和力量源于一个复杂的潜在机制。该团队构建了一个虾撞击附肢的机器人模型,以详细研究撞击背后的机制。研究人员发现,螳螂虾在其肌肉的肌腱中嵌入了一对称为巩膜的小结构,充当附肢的闩锁。

它可以被认为是捕鼠器上的闩锁,当松开时,会立即释放捕鼠器弹簧中存储的所有张力。有趣的是,当 sclerites 解锁时,会有明显的延迟。推测表明,虽然硬骨开始在肌肉中解开闩锁,但有一个辅助闩锁控制运动,同时继续储存能量。

在这项研究之前,这个假设还没有得到检验。该团队建造了一个机器人并开发了虾运动的数学模型。绘制了撞击的四个不同阶段,从固定石块开始,到撞击结束。他们发现一旦解锁,几何形状就会将撞击附件固定到位,直到达到“过中心点”并开始撞击。该机器人的惊人速度为每秒 26 米,他们说这相当于一辆汽车在 4 毫秒内达到 58 英里/小时。

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