Grădarea și eliberarea suprafețelor neregulate este mai grea decât ar părea.
Unele dintre cele mai ingenioase tehnologii au fost inspirate din natură. Din materiale care schimbă culoarea care funcționează ca Pielea cefalopodului la un robot biomimetic minuscul care arată și se mișcă ca un gandaci propriu -zisadaptările extraordinare ale unor organisme ne -au modernizat capacitățile tehnologice. Acum, caracatița împrumută un braț – sau un fraier.
Tentaculele de caracatiță au fraieri remarcabil de puternici, cu o putere de aderență care ar putea fi un atu pentru roboți moi care trebuie să ridice lucrurile și să le țină. Cupele de aspirație artificiale existente au probleme cu suprafețe neregulate, cum ar fi roci și scoici. Cefalopode, cum ar fi caracatițe și calmar, au evoluat fraieri biologici care se pot adapta la fiecare suprafață și se pot atașa la ele. Acesta este motivul pentru care o echipă de cercetători de la Universitatea din Bristol, condusă de Tianqi Yue, a creat fraieri robotici care sunt mai aproape de adevăratul lucru ca niciodată.
Unul dintre motivele pentru care fraierii biologici au o margine este secreția de mucus, care le permite să se lipească de o suprafață neregulată. În timp ce fraierii robotici nu pot merge exact acolo, Yue și -a dat seama de o modalitate pentru a folosi apă în loc de mucus.
„Organismele își dexrează în mod dexter corpul moale pentru a face o conformare cu formă aspră pe substrat”, au spus Yue și echipa sa într -un studiu Publicat recent în PNAS. „Apoi își folosesc mecanoreceptorii în Sucker pentru a percepe scurgerea de aspirație și pentru a secreta o cantitate adecvată de mucus pentru a forma un sigiliu eficient de mucus.”
Deci, vrei să fii caracatiță?
Fraieri pe brațele unei caracatiru Ger Thing Things Când ale lor mecanoreceptor Celulele, care detectează stimuli, cum ar fi textura unei suprafețe, trimit un mesaj creierului său care spune animalului cum ar trebui să se deformeze fraierul pentru a adera la acea suprafață cu cât mai puține scurgeri. Mecanoreceptorii spun, de asemenea, fraierilor cât de mult mucusul de produce pentru o prindere optimă. Mușchii se contractă pentru a reduce presiunea apei în interiorul fraierului. O caracatiță se poate detașa de un obiect prin faptul că mușchii săi eliberează tensiune.
Nu este prima dată când cupele de aspirație au fost inspirate de fraieri de caracatiță extrem de adaptive. Unele modele au folosit camere sub presiune menite să împingă pe o suprafață și să se conformeze acesteia. Alții s -au concentrat mai mult pe potrivirea morfologiei unui fraier biologic. Aceasta a inclus acordarea fraierilor microdentaleProiecțiile minuscule asemănătoare dinților pe fraieri de caracatiță care le oferă o strângere mai puternică.
Metodele anterioare de conformare artificială au avut un anumit succes, dar ar putea fi predispuse la scurgeri de la golurile dintre fraier și suprafața la care încearcă să se lipească și de multe ori au avut nevoie de pompe de vid pentru a funcționa. Yue și echipa sa au creat un fraier care a fost asemănător morfologic și mecanic cu cel al unei caracatițe.
Suckerii sunt structuri musculare cu o flexibilitate extremă care îi ajută să se conformeze obiectelor fără scurgeri, se contractă atunci când prind obiecte și eliberează tensiunea atunci când le lasă să plece. Acest lucru i -a inspirat pe cercetători să creeze fraieri dintr -un material de burete din silicon din interior și un tampon moale de silicon la exterior.
Pentru biomimicry finală, Yue a crezut că răspunsul la problemele întâmpinate cu modelele anterioare a fost să vină cu un fraier care să simuleze secreția de mucus de fraieri de caracatiță.
Acest lucru chiar e de rahat
Aspiția cefalopodului a fost considerată anterior un produs al corpurilor moi și flexibile ale acestor creaturi, care se pot deforma cu ușurință pentru a se adapta la orice suprafață are nevoie să se prindă. Secreția de mucus a fost trecută în cea mai mare parte cu vederea până când Yue a decis să o încorporeze în Robo-Suckers.
Molusk Mucus este cunoscut a fi de cinci ori mai vâscos decât apa. Pentru fraieri ai lui Yue, un sistem fluidic artificial, conceput pentru a imita secrețiile eliberate de glande pe un fraier biologic, creează un sigiliu lichid între fraier și suprafața la care aderă, doar pentru a elimina lacunele. S -ar putea să nu aibă puterea slime -ului de caracatiță, dar apa este următoarea opțiune cea mai bună pentru un robot care va fi cufundat în apă atunci când va fi explorat, eventual în peșteri subacvatice sau în partea de jos a oceanului.
Chiar și fără mucusul real, s -a constatat că s -au găsit căni de aspirație cu un sigiliu de apă atârnă de lucruri de 55 de ori mai mult decât cele fără.
Există problema lacunelor dintre fraier și suprafața la care se lipește. Cu cât golurile sunt mai mari, cu atât fraierul își va pierde strânsoarea. Suckerii artificiali încearcă mai întâi să se conformeze pe o suprafață cât mai mult posibil mecanic. În timp ce acest lucru ar trebui să facă orice lacune mici, aceste goluri sunt apoi sigilate de sistemul fluidic artificial. O seringă ar pompa aer printr -un tub conectat direct la ceașca de aspirație, astfel încât să poată fi resetată pentru fiecare încercare.
Când s -a confruntat cu suprafețe provocatoare, cum ar fi roci și figuri din plastic cu texturi dure și multe curbe, fraierul siliconic de pe brațul său robotizat a putut să se conformeze lor și să -și țină strânsoarea pentru perioade lungi de timp, cu aproape orice scurgere.
„[Our] Mecanismul de aspirație demonstrează marele potențial al reglării lichidelor în îmbunătățirea adaptării aspirației și arată o aspirație adaptativă puternică pe suprafețe uscate complexe provocatoare ”, cercetătorii a spus. „Permite o strategie de adeziune moale unică, cu costuri reduse, curate și puternice pentru roboți de generație următoare.”
Acum, că tehnologia a creat fraieri atât de eerilivi, aveți grijă la tentaculele întregi pline de ele.
PNAS 2025. DOI: 10.1073/pnas.2314359121
Elizabeth Rayne este o creatură care scrie. Lucrarea ei a apărut pe Syfy Wire, Space.com, Live Science, Grunge, Den of Geek și Florid Futures. Ea pândește chiar în afara orașului New York cu papagalul ei, Lestat. Când nu scrie, ea este fie schimbarea, desenează, fie cosplay -ul ca personaj despre care nimeni nu a auzit vreodată. Urmați -o pe fire și Instagram @quothravenrayne.
Comentarii recente