克日,美國弗吉尼亞理工大學的研討者入手下手列入一項旨在研討水母活動形式的項目,以贊助美國海軍設計水母仿生機器人。
好久以來,水母一向被認為是一種由簡樸肌肉構成,活動效力很低,只會“隨聲附和”的物種。
而據美國《國度科學院院刊》的一篇論文報導,以上項目發覺水母是地球上能量利用率最高的“自然推進器”之一。研究人員發覺,水母并非正在水中連續連續地游動,反而是根據鐘形身體不時收縮取舒張,以停頓——行進——停頓的形式行進。而其行進的動力一些來自于正在停頓過程中構成的渦流。也就是說,這類生物正在將水由身前“搬運”到身后的過程中,制作了一個真空的“洞”。水流正在填滿這個“洞”時,順便為水母給予了推力。

這類借力于渦流的活動體例,使水母每一次一縮一張的行進間隔加了30%,還減小了水母正在游動進程中肌肉的能量消耗。弗吉尼亞理工大學機械工程學傳授ShashankPriya說:“水流可以贊助水母活動并節流能量。事實上,水流推動了水母行進,而水母則經由過程收縮擴大進程來維持這類推力。”
與此同時,研究人員經過測算食品攝入量和活動能量消耗還發明,水母的能量利用率約比其他植物超過跨過48%。恰是憑仗這類高明的節能本領,這類生物幾近遍布整個海洋,甚至在一些人造設備,比方口岸和造船廠里也是有它們的身影。
為此,該項目研究人員期待可以將水母無可比擬的活動體式格局適用于設計機器水母,終極制造出一種能耗低、航程遠的仿生機器人。“水母具有比其他海洋生物皆低的代謝速率,極強的生命力也有合適裝載貨色的外形,這一些特性使其成為一種抱負的仿生工具。”ShashankPriya說。
據介紹,該項目由弗吉尼亞理工學院下屬的美國海洋生物研究所主持,衛普頓斯學院、羅杰威廉斯大學和加州理工大學配合到場。個中,ShashankPriya的團隊賣力計算機模仿部份,即在水族箱中拍攝水母的活動進程,然后將錄相轉化為計算機可以識其他信息,最終使計算機可以模仿水母的活動。這類技能取被普遍應用在《指環王》等影戲中的絕技——舉措捕獲技能雷同。
賣力計算機模仿具體操作事情的該校機器工程系博士生ColinStewart報告記者,計算機模仿水母能夠讓研究人員自在節制其活動狀況。不外,相比捕獲鯊魚、泅水活動員等水中物體的活動來講,捕獲水母活動的難度稀奇大,由于水母柔嫩而靈動的身體令計算機很難辨認。
現在,相干實驗室曾經研制出一些水母機器人。比方,該校此前曾為美國海軍研制出一款名為Cyro、長為5.7英尺、重170磅的水母原型機器人。