Cuando es hora de diseñar nuevos robots, a veces la mejor inspiración puede venir de la Madre Naturaleza. Tome, por ejemplo, sus grillos de araña espeluznantes, pero increíblemente atléticos.
Los estudiantes de ingeniería de Johns Hopkins y su profesor han pasado más de ocho meses desentrañando las habilidades de salto, las travesuras en el aire y los patrones de aterrizaje seguro de estos molestos insectos que comúnmente acechan en los rincones oscuros de los sótanos húmedos.
El equipo, que espera allanar el camino para una nueva generación de robots saltadores pequeños pero hábiles, presentará sus hallazgos el 23 de noviembre durante una sesión de pósters en Boston en la 68ª reunión anual de la División de Dinámica de Fluidos de la Sociedad Estadounidense de Física.
Los miembros del equipo de Johns Hopkins creen que las criaturas no humanas pueden ser los mejores modelos en el diseño de ayudantes mecánicos para llevar a cabo ciertas tareas importantes. Descubrir cómo se mueven las criaturas, dicen, podría conducir a rovers planetarios que se arrastran como orugas o drones alados queflotar como colibríes.
Entonces, ¿qué consejos de diseño lograron los investigadores extraer de estos bichos de seis patas?
Por un lado, los investigadores de Johns Hopkins pudieron usar cámaras de video de alta velocidad para recopilar pistas tentadoras sobre cómo estas pequeñas criaturas sin alas pueden saltar de alguna manera una distancia igual a aproximadamente 60 veces la longitud de su cuerpo. Eso es una hazaña mucho más allá de lo que cualquierala estrella de la pista humana podría lograrlo. Un humano adulto que quisiera replicar el salto del grillo tendría que saltar 300 pies o más, aproximadamente la longitud de un campo de fútbol. Y, la mayoría de las veces, los grillos araña logran aterrizar con seguridad sobre sus pies., querían saber los investigadores, ¿pueden estos pequeños errores lograr esto?
"Debido a que no tienen alas, lo principal que usan durante su 'vuelo' para estabilizar su postura son sus extremidades", dijo Emily Palmer, estudiante de segundo año de ingeniería mecánica en la Escuela de Ingeniería Whiting de la universidad que está haciendo muchode la prueba: "Estamos observando la forma en que los grillos araña mueven sus cuerpos y mueven sus extremidades para estabilizar su postura durante un salto".
¿Y por qué sería útil ese conocimiento?
"En última instancia, la aplicación sería en robots realmente pequeños", dijo Palmer, quien es de Exeter, NH. Implementar pequeños robots de alto salto para viajar sobre terreno accidentado y desigual, dijo, utilizaría un sistema más eficiente y probablemente menos costoso.forma de locomoción, en comparación con robots voladores o humanos a pie.
Para obtener una vista clara y de primer plano de las extremidades flexibles de los grillos en acción, las tres cámaras de video del equipo capturan cada una 400 fotogramas por segundo. Luego, al ralentizar las imágenes terminadas, los investigadores ven con precisión cómo cada pata de insecto esbeltacontribuido a los increíbles saltos y aterrizajes.
Rajat Mittal, el profesor de ingeniería mecánica de Johns Hopkins que supervisa la investigación, se sorprendió al ver que, en cámara lenta, los movimientos de las extremidades de los grillos tenían un extraño parecido con la danza clásica.
"Estos videos realmente han sido bastante reveladores", dijo, "porque es solo cuando desacelera a estos bichos que realmente comienza a ver la belleza y la complejidad de su movimiento. La analogía que viene a la mente es deuna bailarina que realiza un ballet. Es un movimiento muy hermoso, controlado e intrincado ".
Pero Mittal y sus estudiantes descubrieron que debajo de tales movimientos artísticos se encuentran algunas lecciones serias de aerodinámica. La reproducción en cámara lenta confirmó que durante el segmento de "vuelo" de sus saltos, los grillos usan cuidadosamente sus extremidades e incluso quizás sus antenas para estabilizarseSegún los investigadores, los grillos buscan aterrizar sobre sus pies y prepararse para un aterrizaje seguro, de modo que puedan prepararse rápidamente para saltar de nuevo para escapar de los depredadores que esperan saltar.
Algunas de las imágenes de video arrojaron sorpresas. El equipo descubrió que a medida que los grillos se elevaban durante la primera parte de sus saltos, los insectos racionalizaban sus cuerpos como un proyectil para maximizar la distancia que viajarían ". Realmente son maestros de la aerodinámica".", Dijo Mittal.
Capturado por las cámaras del laboratorio, este dominio aéreo se transfirió a las computadoras para crear modelos tridimensionales detallados que representan cómo se mueven las partes del cuerpo de cada insecto durante un salto y una toma de contacto. Mittal sugirió que una nueva generación de micro robots saltadores se inspirara en estosalgún día, los grillos podrían ayudar a buscar víctimas después de un poderoso terremoto o realizar otras tareas sin poner en riesgo a los buscadores de personas.
Fuente de la historia :
Materiales proporcionado por Universidad Johns Hopkins . Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
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