Robot innovativo ispirato alla cavalletta del riso cinese rivoluziona la robotica
- Un nuovo robot imita le acrobazie acquatiche della cavalletta del riso cinese, rivoluzionando la robotica.
- La pressione idrostatica e l'idrodinamica abilitano capacità di salto e nuoto nel robot.
- La robotica bioispirata avanza con un robot ispirato alla cavalletta per il nuoto e il salto.
In uno studio pionieristico pubblicato sugli Atti dell'Accademia Nazionale delle Scienze, un team che include il Professor Stanislav N. Gorb dell'Istituto di Zoologia dell'Università di Kiel e ricercatori dalla Cina presentano un nuovo robot ispirato alla cavalletta del riso cinese, Oxya chinensis. Utilizzando questa innovazione robotica, sarà in grado di eseguire acrobazie acquatiche come nuotare e saltare sulle superfici acquatiche, un'impresa che imita le capacità naturali di una cavalletta. Questo adattamento al robot serpente può essere considerato uno dei grandi progressi nella robotica avanzata, poiché ha potenzialità su terreni variati.
Rivoluzionare la robotica con il design della natura
È esattamente ciò che un gruppo di biologi, scienziati dei materiali e specialisti in bionica vuole scoprire: da molto tempo, hanno preso ispirazione dalle eccezionali capacità degli animali per potenziali applicazioni tecnologiche.
Il loro lavoro precedente: bracci robotici ispirati agli insetti e un film adesivo, un po' come le appendici appiccicose e multi-piede di insetti, ragni e gechi. Il loro ultimo sforzo è un tentativo di dare seguito a un'area piuttosto poco studiata: la peculiare locomozione sull'acqua eseguita dalla cavalletta del riso cinese.
L'esperimento ha studiato il movimento della cavalletta utilizzando 15 cavallette in un serbatoio d'acqua. I ricercatori hanno utilizzato telecamere ad alta velocità per descrivere queste acrobazie acquatiche, osservando e registrando i meccanismi di 48 tentativi di salto e 54 tentativi di nuoto della cavalletta.
La scienza dietro il salto
La chiave delle straordinarie capacità della cavalletta risiede nella combinazione di forze statiche e dinamiche. Lo studio ha trovato che quantità uguali di pressione idrostatica supportano il peso del corpo in base alla massa, mentre il movimento idrodinamico del corpo è supportato dalle interazioni che avvengono tra le estremità apicali delle loro zampe e l'acqua. Questo meccanismo duale permette alle cavallette di nuotare o saltare fuori dall'acqua senza interruzioni, mostrando la sinergia di galleggiamento e propulsione senza pari nel design robotico.
Una nuova strategia di guida per la robotica
La maggior parte di questi modelli robotici tradizionali si è concentrata o sulla tensione superficiale o sulla gamba dinamica per la locomozione acquatica, ognuna con i suoi punti di fallimento. Dei due modelli, il movimento basato sulla tensione superficiale richiede superfici super-idrofobiche difficili da replicare in robot di grandi dimensioni. L'alto consumo energetico è una caratteristica del secondo modello, ovvero la dinamica delle zampe. La cavalletta del riso cinese fa questo in modo nuovo: combina l'uso di forze idrostatiche statiche per il supporto del peso e utilizza movimenti dinamici per la propulsione.
Gjson e il suo team hanno preso spunto da questo progetto naturale per creare un robot che imita la locomozione acquatica di una cavalletta. Il design dei robot li rende molto efficaci per nuotare e saltare sulla superficie dell'acqua con un'operazione che utilizza il controllo della velocità delle zampe. Il breakthrough potrebbe portare un genere completamente nuovo di robotica per la navigazione in ambienti complessi, dalle operazioni di soccorso in habitat allagati al monitoraggio ambientale dei sistemi fluviali del nostro pianeta.
Implicazioni e direzioni future
Questo rivela un potenziale inesplorato nel campo della robotica bioispirata e apre nuove strade per le innovazioni tecnologiche. Queste capacità di mimetizzazione della locomozione acquatica in forma robotica cambierebbero davvero il modo in cui vediamo il design e la funzionalità nella robotica, portando a macchine più versatili e a risparmio energetico.
Mentre il team continua a perfezionare il loro prototipo, le possibilità di applicazione sono vaste. Il suo impatto spazia dalle missioni di ricerca e soccorso migliorate in terreni difficili all'assistenza nello sblocco di più segreti sulla vita acquatica. In questo senso, mostra un'anteprima di ciò che riserva la robotica ispirata alla natura in futuro. In generale, la cooperazione del Professor Stanisjson N. Gorb con un gruppo di ricercatori dalla Cina ha portato a un robot bio-ispirato molto interessante, capace di eseguire stupende acrobazie acquatiche. Questa tecnologia porta la robotica un passo avanti, prendendo ispirazione dai movimenti chemo-fisici della locomozione ingegnosa della cavalletta del riso cinese e aggiungendovi un valore estetico.
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John Palmer
John Murangiri è arrivato su Cryptopolitan con competenze nell'analisi di mercato. John (noto anche come JP) si è laureato presso l'Università di Nairobi con una laurea in comunicazione di massa e studi sui media. In precedenza ha contribuito con approfondimenti sul mercato delle criptovalute a InsideBitcoins.com e Metacoingraph.
