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

這類借力于渦流的活動(dòng)體例,使水母每一次一縮一張的行進(jìn)間隔加了30%,還減小了水母正在游動(dòng)進(jìn)程中肌肉的能量消耗。弗吉尼亞理工大學(xué)機(jī)械工程學(xué)傳授ShashankPriya說:“水流可以贊助水母活動(dòng)并節(jié)流能量。事實(shí)上,水流推動(dòng)了水母行進(jìn),而水母則經(jīng)由過程收縮擴(kuò)大進(jìn)程來維持這類推力。”
與此同時(shí),研究人員經(jīng)過測(cè)算食品攝入量和活動(dòng)能量消耗還發(fā)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(jié)能本領(lǐng),這類生物幾近遍布整個(gè)海洋,甚至在一些人造設(shè)備,比方口岸和造船廠里也是有它們的身影。
為此,該項(xiàng)目研究人員期待可以將水母無可比擬的活動(dòng)體式格局適用于設(shè)計(jì)機(jī)器水母,終極制造出一種能耗低、航程遠(yuǎn)的仿生機(jī)器人。“水母具有比其他海洋生物皆低的代謝速率,極強(qiáng)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(fù)的仿生工具。”ShashankPriya說。
據(jù)介紹,該項(xiàng)目由弗吉尼亞理工學(xué)院下屬的美國海洋生物研究所主持,衛(wèi)普頓斯學(xué)院、羅杰威廉斯大學(xué)和加州理工大學(xué)配合到場(chǎng)。個(gè)中,ShashankPriya的團(tuán)隊(duì)賣力計(jì)算機(jī)模仿部份,即在水族箱中拍攝水母的活動(dòng)進(jìn)程,然后將錄相轉(zhuǎn)化為計(jì)算機(jī)可以識(shí)其他信息,最終使計(jì)算機(jī)可以模仿水母的活動(dòng)。這類技能取被普遍應(yīng)用在《指環(huán)王》等影戲中的絕技——舉措捕獲技能雷同。
賣力計(jì)算機(jī)模仿具體操作事情的該校機(jī)器工程系博士生ColinStewart報(bào)告記者,計(jì)算機(jī)模仿水母能夠讓研究人員自在節(jié)制其活動(dòng)狀況。不外,相比捕獲鯊魚、泅水活動(dòng)員等水中物體的活動(dòng)來講,捕獲水母活動(dòng)的難度稀奇大,由于水母柔嫩而靈動(dòng)的身體令計(jì)算機(jī)很難辨認(rèn)。
現(xiàn)在,相干實(shí)驗(yàn)室曾經(jīng)研制出一些水母機(jī)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(jī)器人。