スプリングテールにインスパイアされたコンプライアンスなヒンジは,昆虫サイズのロボットで地形に適応可能な離陸を可能にします

科学分野:

• バイオメカニクス バイオメカニクス
• ロボット工学 ロボット工学 ロボット工学
• 進化生物学の進化生物学について

背景:

• スプリングテイル (Collembola) は,彼らのfurca. を使って,驚くべきミリ秒スケールの脱出ジャンプを展示しています.
• フルカの長さは15のファミリーにわたってバイモダルに変化し,ジャンプ戦略の多様性を示唆しています.
• これまでの研究は,スプリングテールジャンプとフルカの形態学の背後にある生体力学的原理を完全に解明できませんでした.

研究 の 目的:

• スプリングテール脱出ジャンプの生体力学を調査するために.
• フルカの形態と関節の適合がジャンプパフォーマンスにおける役割を決定する.
• 生物学的原理を,昆虫のスケールでジャンプする新しいロボットの設計に翻訳する.

主な方法:

• スプリングテールジャンプの高速ビデオとコンフォカル画像.
• 分類学的な家族におけるフルカ長さの変動の分析.
• 弾性ロボフォークハンドル付きのバイオミメティックジャンプロボットの開発とテスト.

主要な成果:

• ロングフォークスプリングテイルの従順でレジリンに富んだ関節は,プッシュオフを延長し,ピッチを抑制し,離陸を前進させる.
• 頑固な関節は,急激なボディの回転で後方への打ち上げを促します.
• 弾性のあるロボフォルカのヒンジは,硬い設計と比較して,平らな地面でのボディの回転 (~90%) を大幅に減少させた.
• ロボットは,様々な地形 (砂岩,葉など) で離陸速度を維持しました. ) を実施する.

結論:

• フルカ・ジョイント・コンプライアンス (Furca Joint Compliance) は,スプリングテイルで制御された,前向きに偏ったジャンプを行う上で極めて重要です.
• 適合ヒンジーのバイオミメティックデザインにより,昆虫サイズのロボットで,受動的で地形に適応可能な移動が可能になります.
• この研究は,昆虫の生体力学に触発された頑丈で無センサーのロボットを開発するための道筋を提供します.