'Roboclam' Gravemaskine Lige Så Hurtigt Som Natural Burrowers

{h1}

En robot, der kan grave hurtigt og dybt i vådt sand, blev inspireret af atlanterhavs razor muslinger.

En robot, der kan grave hurtigt og dybt ind i mudder eller vådt sand, kunne en dag hjælpe med at lægge undervandskabler, grave op og detonere undervandsminer eller ankermaskiner til havbunden, siger forskerne.

Robotgravemaskinen, der kaldes RoboClam, tager tegn på den frodige burrowing evner hos Atlanterhavs razor clam (Ensis directus), en art af stor bløddyr fundet langs Atlanterhavskysten af ​​Nordamerika. Ved at efterligne, hvordan disse muslinger smutter gennem mudret jord i deres kystnære levesteder, udviklede forskere en maskine, der i sidste ende kunne hjælpe med en række undervandsopgaver.

"Da vi startede projektet, søgte vi et middel til at lave små, letvægtssystemer med lavt strømforbrug til at bevæge sig gennem jorden," siger Amos Winter, professor i maskinteknik ved MIT. "Vi regnede med, at der sandsynligvis er et dyr, der har regnet ud, hvordan man gør det godt. Razor muslinger stikker ud, fordi de kan bevæge sig gennem mere end en kilometer jord med energien fra et AA-batteri." [Se video af RoboClam]

Naturens bedste

Atlanterhavs razor muslinger graver ved at åbne og lukke deres skaller hurtigt, forklarede Winter. Denne hurtige bevægelse suger i vand, hvilket skaber en lomme af væske, kvicksand-lignende materiale omkring muslingens krop. Den vandige blanding reducerer træk og hjælper muslingens bevægelse nedad gennem det våde sand.

"Nøglebevægelsen er, når muslinget lukker sin shell som en bog. Når dette sker, lindrer det trykket fra skallen på jorden," sagde Winter til WordsSideKick.com. "Da musling lukker sin shell, gør det likviderede område omkring kroppen det meget lettere at bevæge sig gennem [området] end den omgivende statiske jord."

Vinteren og hans kolleger har eksperimenteret med en fungerende prototype af RoboClam. Forskerne har udført mere end 300 prøver af gravemaskinerne i deres laboratorium og i barberknivens naturlige miljø i mudderne ud for Gloucesters kyst, Mass.

Ingeniørerne fandt ud af, at RoboClam kan grave i omtrent samme hastighed som ægte razor muslinger, hvilket gennemsnitligt er 0,4 inches (1 centimeter) per sekund.

I forsøg har RoboClam burvet til en maksimal dybde på næsten 8 tommer (20 cm). De ægte muslinger kan grave til en dybde på cirka 27,5 tommer (70 cm), men den nuværende robot prototype er begrænset inden for rækkevidde, fordi dens motorer sidder over vandets overflade, sagde Winter.

Finde den søde plet

Vinteren sagde, at han var "behageligt overrasket", at RoboClam kunne arbejde så effektivt som de skabninger, der inspirerede det. Processen med finjustering af maskinen involverede at finde ud af den perfekte hastighed, hvormed man kunne åbne og lukke "skelterne" af robotgraven, sagde han. Hvis skallerne bevægede sig for hurtigt, blandede vandet og sandet ikke i den rette væskekonsistens. Hvis skallerne bevæges for langsomt, kolliderer mere sand rundt om muskelkroppen end det kan klare, hvilket gør det vanskeligt at grave.

"Der er et sødt punkt imellem det maksimale og den minimale tid," sagde Winter.

Forskerne eksperimenterer stadig med RoboClam, og har planer om at opbygge en anden prototype, der kunne tjene som et proof of concept-model for et produkt, der kunne blive kommercielt tilgængeligt inden for to til fem år, sagde Winter.

Forskerne arbejder allerede tæt sammen med Bluefin Robotics, et Massachusetts-baseret firma, der bygger og driver robotic undervandsfartøjer til forsvar, kommercielle og videnskabelige formål. RoboClam kunne forankre Bluefin Robotics køretøjer, når de skal forblive stationære i en strøm, sagde Winter.

"Andre applikationer omfatter generel forankring, selv i både", tilføjede han. "Vi kunne også bruge RoboClam til at lægge undervandskabel, sprænge undervandsminer eller sæt sensorer i havet."

Forskningen blev offentliggjort online i dag (8. april) i tidsskriftet Bioinspiration & Biomimetics.

Følg Denise Chow på Twitter @denisechow. Følg WordsSideKick.com @wordssidekick, Facebook & Google+. Originalartikel om WordsSideKick.com.


Video Supplement: .




DA.WordsSideKick.com
All Rights Reserved!
Reproduktion Af Materialer Tilladt Kun Prostanovkoy Aktivt Link Til Webstedet DA.WordsSideKick.com

© 2005–2019 DA.WordsSideKick.com