Akışkan Ortamlardaki Hareket Fiziği
Biyolojik hareketin mühendislik temelleri üzerinde geri dönüşümlü sistemlere çevirisi. Doğal dünya, su ve hava yoluyla hareket etmek için bir çözüm yelpazesini sergiliyor ve sınır tabakasının evrimi yalnızca akademik hızlar ve enerji bütçeleri için optimize edilmiş her bir sistemdir.For the Roboticsist tried to build an independent swimmer or flier, understand the basic difference between laminar and turbulent flow, the generation and hedding of vortices, and the management of the limit katmanı is not only academic - it is the success or failure of the platform. Bio-inspired Robotics.
Reynolds Numarası ve Yüzme Regimes çeşitliliği
Her ikiyüzlülükteki bir hayvanat bahçesinin, Re 106'da tamamen farklı bir dünya deneyimine sahip olan bir terik etkileşimin, eski bir eğime dayanan, bir bayraklı organizmanın (parçalı) hareketine bağlı olarak, bu yüksek çözünürlükte yüksek çözünürlükte yüksek çözünürlükte, yüksek çözünürlükte bulunan bir manyetik alanla ilgili olarak, yüksek çözünürlükte bir şekilde hareket eden bir sistemle ilgili olarak, bu tür bir manyetik çalışma için, yüksek çözünürlükte bir şekilde hareketle hareket etmesi gerekir.
Proulsive Engines olarak Vortices
Orta ve yüksek Reynolds numaraları, hayvanlar ve robotlar, etrafındaki sıvı uçarak pompalar yaratarak ve manipüle ederek itiyor.Bu kuyruk tabanlı ve asansör tabanlı propulsionler arasında ayrım, vortex dinamikleri üzerinde yatıyor.Birçok balık bir fan şeklinde uçacak bir vücut dalgası kullanıyor, bir vortex ringiyle bir araya getiriyor.
Ters Mühendislik Doğası ’ Drag Azalt için Stratejiler
Akışkanlık yoluyla verimli bir şekilde hareket etmek, laminar'ın kanalize edilmesi veya aktif olarak kontrol edilmesi ile ilgili olarak direnişin azaltılması konusunda çok fazla şeydir. Doğa, bu yeteneklerin sağlam, alan-çalı robotlarda yeniden üretilmesine başlayabilir.
Köpek ve Telsiz Kaplamalar
Köpekbalığı derisinin de en iyi bilinen örneği, doğal olarak pasif sürüklenme örneğidir.Bu sert, diş benzeri ölçekler akış yönü ile uyumlu bir şekilde toplanabilir.Bu psikler, trans-akript sınır tabakalarında bulunan sinerjik dövmelerin oluşumuna müdahale eder, kimyasal bir deri kontrolü alanı olarak algılanır ve doğal bir robotun kontrolüne de sahiptir.
Akış ve Vücut Morphing
Mikroyapının ötesinde, tüm vücut geometrisi baskıda birincil bir faktördür. Bir bluff vücut, geniş bir düşük basınçlı uyandırma işlemi yaratırken, aerod yırtık şekli, akışının sorunsuz bir şekilde yeniden kullanılmasını sağlar, uyandırma boyutunu ve ilişkili enerji kaybını azaltır. Tuna, billfish ve yunuslar bu şekilleri eonslar üzerinde geliştirir. Robotik uçlu bir hızda maksimum verimlilik için tasarlanmış bir robotun başka bir hızda tekrar entegre etmesine izin verir. Modern biyo-inspire edilen robotlar bunu şekillendirir.
Biyolojik ve Biyo-Hybrid Locomotion için malzeme
Hücrelerin akışkan dinamiklerini mühendise devretme, geleneksel endüstriyel robotiklerden bir çıkış gerektirir. Elektrikli motorlar, metal dişliler ve katı bağlantılar genellikle hayvanlarda görülen dalgalar veya pasif esneklikler üretemez.
Mekanik Mechanism ve Mağazalı Elastik Enerji
Balık, kafadan kuyruklara kadar yükselten sürekli vücut dalgası ile itti.Katetik eklemler tarafından bağlantılı olarak üretilen bu problemi çözmek, tendonlar ve bahar benzeri kartilasyonlar olmadan pürüzsüz bir dalga yayamaz. Yüzme kuyruğunda, uyumlu vücut deformleri, elastik enerjiler ilerleyicileri kullanarak, bu sıvıları kullanarak, bu sıvıları kullanarak ısıtıp, ısıtıp, ısıtıp, ısıtıp, ısıtımı kullanarak, ısıtılır.
Yumuşak Türler: SMAs, PAMs ve Twisted-Coil Polimers
Sert motorlar ve dişliler, su ve hava hayvanlarının doğal olarak güvenli hareketlerini çoğaltmak için mücadele ediyorlar. Yumuşak hareketleme teknolojileri bu şekilde değişebilir.Politikalar (SMAs) ve spin polimerleri gibi sert bir sözleşmede, elektriksel olarak, soğuk bir sütunda veya gömülü bir kanat membranı ile Wlasts Üniversitesi, San Diego ve Wlasts için gerekli olan sert havalimanları kullanarak, yüksek çözünürlükte kullanılan sert ve sert havalimanları kullanarak benzer bir şekilde uzlaşarak, yüksek çözünürlükte ve sert bir şekilde çalıştırılır.
Bio-Inspired Akışkan Robotları
Birkaç dönüm noktası projesi bu ilkeleri çalışan prototiplere tercüme etti, geleneksel su ve hava araçları üzerindeki pratik avantajları gösterdi.
Yumuşak Robotik Balık: Kaliforniya Üniversitesi ve MIT
MIT CSAIL'daki araştırmacılar tarafından geliştirilen yumuşak robot balığı, bir silikon derisinde bir lazer kesme iskeleti kullanır. iskelet, eğim profili dikte eder, başın tam vücut olmayan ve çevreye bağlı olarak sınırsız bir boşluk oluşturmasına izin verir.Daha önemlisi, yumuşak vücut, yapının doğal frekansının verimli bir şekilde sızmasına olanak sağlar.Bu robot, kendi başına gelen bir dime ve yüzmeye zorlanmış bir şekilde zorlanmış bir şekilde dönüşebilir.
Bat Bot (B2): Aerial Agtitude için Morphing Wings
Uçan hayvanlar, kanatlarının sürekli olarak bir parlatılmış bir silikon membranı ileterek dışsal bir şekilde hareket ettirilmesinden kaçınmaya devam ederler.Robotlar, yüksek çözünürlükte bulunan ve soluklu bir robotun değiştirilmesinden kaçınır.Bu yeteneği, sabit bir şekilde ortaya çıkan sertliğe ve solun etrafındaki kanatların değiştirilmesini sağlar.
Festo’ Biyonik Öğrenme Ağı: Pratik Endüstriyel İlham
Festo’ Biyonik Öğrenme Ağı, sıvı dinamikleri gösteren bir dizi yüksek profilli biyo-inspired robotu üretti. AquaJelly akıllı bir fin sürücü sistemi ve sadece bir pulsing zili kendini ortaya çıkarmak için, jeotermal itme mekanizmasının, sualtınlık ve malzeme taşımalarının nasıl basit bir şekilde nasıl yapıldığını vurgulamak için tek bir servo motor kullanıyor.
Bilinmeyen ve Turbulent Çevreleri için Kontrol Stratejileri
Bir tankta bir robotun akışkan dinamiklerini modellemek bir meydan okumadır; bu koşullarda sağlam bir özerklik, modelleme ve adaptif bir kontrol gerektirir.
Akış ve Basınç Sensörleri ile döngüyü kapat
Doğal su hayvanları, su basıncı ve akış yönünde dakika değişikliklerine sahip bir dahaki hattı sistemine sahiptir. Bu bilgi, robotun mevcut robotların veya kilitlerin robot versquo'da yer alan baskı sensörlerinin indeksleri haline gelmesine izin verir; cilt, robotun ve hızlarını tahmin edebilir, çünkü yalnızca GPS misyonlarına güvenmeksizin, bu bilgilerin uygun olmayan hız ve akantılara yönlendirilmesine izin verir.
Gait Optimizasyonu için Öğrenme
Temel olarak, uygun bir şekilde hidrodinamik modellemeyi, fiziksel bir tankta yüzmek için lineer olmayan bir robot, gerçek zamanlı kontrol için hesaplamak yasaklanmıştır. Makine öğrenme, özellikle de öğrenme (RL), mükemmel bir alternatif sunar. Robotun simülasyonda veya fiziksel bir tankta farklı davranış kalıpları keşfetmesine izin verilir ve kontrolcüler, deneme ve hata yoluyla hareket ve verimlilik arasındaki haritayı öğrenir - Belirli bir hıza kadar maksimum hıza ulaşırken, mükemmel bir şekilde şarj etmeyi öğrenir.
Future Trajectories: Entegrasyon, Autonomy ve Uygulama
Gelişmiş sıvı dinamiklerinin yakınlaştırılması, yumuşak malzemeler ve yapay zeka, biyo-inspired robotları yeni bir yetenek aşamasına itiyor. Bu makinelerin bir sonraki nesli, zorlu sıvı ortamlarda bağımsız olarak çalışabilme yeteneği ile tanımlanacaktır.
Uzun Süreli Çevre İzleme
En zorlayıcı uygulamalardan biri, düşük enerji tüketimi, kalıcı birkaç hafta veya tek bir şarjda denizlerin görüntülenmesini sağlayarak okyanusu örnekleyebilir, geleneksel pervanelerin gürültüsü ve bozulmasına izin verir, deniz örnekleme ızgaraları olmadan gözlemlemelerine izin verir. Düşük enerji tüketimi, kalıcı bir haftalar veya aylar boyunca çiçek açar.Bu robotlar daha önce ulaşılamaz olan okyanusları, yüksek çözünürlükte veya termoklines, bu kirliliği takip edebilir.
Hedeflenen Terapi için Tıbbi Mikro-Robotlar
Boyut spektrumunun tam tersine, mikro-robotlar dolaşım sistemini gezmek için tasarlanmışlardır.Çok düşük Reynolds numaralarında egzersiz yapan prototipler, bu cihazlar viskous güçlerini aşmalıdır. Bu mikro-robotlar, genetik olarak tasarlanmış bir tedavi hedefine doğru biyo-insorasyon ve akışkan dinamik modellemeye yönelik bir hareket mekaniksel olarak ortaya çıkarır.
Altyapı Denetimi ve Onarım
Altmış altyapının incelenmesi - boru hatları, barajlar, gemi hulls - insan çeşitleri için tehlikeli ve pahalı bir görevdir.Tonyalize edilen robotların tarama, yüzme ve ıssız yüzeylere yönelik yüksek çözünürlük, bu rol için uygun vücutlar, onlara zarar verici kaplamalar olmadan eğri yüzeylere izin verir, böylece akışkanlar dinamik verimlilikleri hızla kontrol noktaları arasında geçiş yapabilirler.Bir deniz yıldızı veya bir balık verimliliğini birleştirerek.
Sonuç Sonuç Sonuç Sonuç Sonuç Sonuç Sonuç Sonuç
Biyo-enspire edilen robotların tasarımı, geleneksel meslektaşlarından daha güvenli ve daha verimli bir şekilde gelişmiştir. Doğal organizmaların akıllı malzemelerde inovasyonu nasıl yönettiği, sürüklenme ve kullanım kolaylığı sağlayan yapıların enerjilerini depolaması ve serbest bırakmaları için uyumlu yapıları kullanarak, robotistler, daha derin kontrol döngülerini inşa eden makinelere sahiptir, bu robotlar, bu biyolojik ilkelerin, onları aydınlatan hayvanların aynı kolaylıkla yönlendirilmesine olanak sağlayacaktır.