Die Stipendiatinnen und Stipendiaten haben getan, was niemand gedacht hat – nur wenige hätten gedacht – und den Weltrekord für den am höchsten springenden Roboter gebrochen.
Mit einem Design, das zwei Fahrradrädern ähnelt, die mit Gummibändern daran befestigt sind, kann der technische Jumper mehr als 30 Meter weit springen, das 100-fache seiner Höhe, und könnte eines Tages zu Anwendungen bei der Monderkundung führen.
Der von Elliot Hawkes, einem Assistenzprofessor an der University of California, Santa Barbara, entworfene künstliche Trichter übertrifft laut einem Forschungsbericht jedes bekannte mechanische Gerät und ist – relativ gesehen – den besten biologischen Wächtern gleich. Gepostet in Natur Diese Woche.
Die Forscher sagen, dass die Ergebnisse die Art und Weise, wie wir springende Roboter verwenden, verändern und ein neues Leistungsniveau für künstliches Springen aufzeigen könnten.
Seit Jahrzehnten entwickeln Ingenieure Sprungmaschinen, die oft die Biologie nachahmen oder sich von ihr inspirieren lassen. Mit einem Gewicht von nur 30 Gramm und einer Größe von 30 Zentimetern kann der spezialisierte, ergonomisch gestaltete Roboter 32,9 Meter weit springen. Es verwendet einen rotierenden Motor, um die Wirkung zu verdoppeln, und verwendet speziell ausgewählte Gummibänder und Federn, die es dem System ermöglichen, Energie zu speichern.
„Muskeln und Aktuatoren können nicht die hochenergetische Leistung erzeugen, die zum Antreiben dieser Springer erforderlich ist. Stattdessen verwenden viele biologische und technische Systeme Muskeln und Aktuatoren, um Energie in federähnlichen Strukturen zu speichern. Sie verwenden dann Verriegelungsmechanismen, um die Energie der Feder freizusetzen um den Sprung auszulösen (zu stimulieren).
Mit diesem Ansatz wird die Froschhüpfer, ein kleines pflanzensaugendes Insekt, das bis zu 70 cm hoch springen kann, was etwa dem 115-fachen seiner Körperlänge entspricht. Aber das in dieser Woche gemeldete technische Gerät leistet für seine Größe eine ähnliche Arbeit, in einem viel größeren Maßstab.
„Der überraschende Vorteil des Roboters von Hawks und Kollegen ist seine relativ große Größe. Die besten federunterstützten Springer in der Biologie sind normalerweise auf Massen von mehreren Gramm oder weniger beschränkt, während Springer mit größerer Masse (wie Menschen) von direkter Muskelkraft profitieren statt Federbetrieb.“ Aber dieser Roboter hat eine Masse von 30 Gramm und ist damit zehnmal schwerer als die größten lebenden federspringenden Organismen, die ihn inspiriert haben“, betont Bergpreter.
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Die Forscher hoffen, dass das Gummiband und die Kohlefaseranordnung Anwendungen in der realen Welt und darüber hinaus finden werden.
„Unsere Ergebnisse verändern die Implikationen des Springens als Fortbewegungsmittel und verändern, wie und wo Springen eingesetzt werden kann“, heißt es in der Forschungsarbeit.
Die Forscher sagten, dass hüpfende Roboter auf dem Boden Hindernisse überwinden können, die zuvor nur von fliegenden Robotern navigiert wurden, während sie visionsbasierte Daten für das darunter liegende Land sammeln.
Sie fügten hinzu: „Auf dem Mond werden die gezeigten Sprünge noch höher sein: 125 Meter hoch und dabei einen halben Kilometer in einem Zug zurücklegen.“ ®
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