متنوع

المهندسون يصنعون أول سمكة آلية لتحافظ على وتيرة التونة

المهندسون يصنعون أول سمكة آلية لتحافظ على وتيرة التونة

قام المهندسون الميكانيكيون في جامعة فيرجينيا ، بالتعاون مع علماء الأحياء من جامعة هارفارد ، ببناء أول سمكة آلية يمكنها تقليد سرعة وحركات التونة ذات الزعانف الصفراء. البحث هو محاولة لفهم فيزياء دفع الأسماك.

ذات صلة: الأسماك الروبوتية مدعومة الآن بـ `` روبوت بلود '' لتحقيق استقلالية أكبر

الجيل القادم من المركبات تحت الماء

يُطلق على الروبوت اسم "Tunabot" ، وقد يؤدي العمل في النهاية إلى الجيل التالي من المركبات تحت الماء. قالت هيلاري بارت سميث ، الأستاذة في قسم الهندسة الميكانيكية والفضاء في جامعة UVA: "لم يكن هدفنا مجرد بناء روبوت. أردنا حقًا فهم علم السباحة البيولوجية".

"كان هدفنا هو بناء شيء يمكننا اختبار الفرضيات بناءً عليه من حيث ما يجعل السباحين البيولوجيين بهذه السرعة والكفاءة."

من أجل تحقيق ذلك ، نظر الفريق أولاً في ديناميكيات السباحة لأسماك التونة والماكريل ذات الزعانف الصفراء. ثم ، بارت سميث وفريقها ، عالم الأبحاث Jianzhong "Joe" Zhu والدكتوراه. قام الطالب كارل وايت بتصميم سمكة روبوتية تتحرك مثل سمكة تحت الماء بسرعات مكافئة تقريبًا وقارنها بالسمك الحقيقي.

"هناك [] الكثير من الأوراق حول روبوتات الأسماك ، لكن معظمها لا يحتوي على الكثير من البيانات البيولوجية. لذلك أعتقد أن هذه الورقة فريدة من حيث جودة كل من العمل الآلي والبيانات البيولوجية المقترنة معًا في واحد قال لودر.

"ما هو رائع للغاية في النتائج التي نقدمها في الورقة البحثية هو أوجه التشابه بين علم الأحياء والمنصة الروبوتية ، ليس فقط من حيث حركيات السباحة ، ولكن أيضًا من حيث العلاقة بين السرعة وتردد ضربات الذيل وأداء الطاقة قال بارت سميث.

"تمنحنا هذه المقارنات الثقة في منصتنا وقدرتها على مساعدتنا على فهم المزيد عن فيزياء السباحة البيولوجية."

Tunabot هو سمكة طبق الأصل عديمة العينين وعديمة الزعانف تقريبًا 10 انشات طويل. يتميز الروبوت بحبل خط الصيد لإبقاء الروبوت ثابتًا ، وضوء ليزر أخضر لقطع خط الوسط.

تقليد أسماك التونة الحقيقية

تم بناء Tunabot بطريقة ، مع تسارع تيار الماء ، يتحرك ذيله وجسمه في نمط الانحناء السريع. هذا يحاكي الطريقة التي تسبح بها التونة ذات الزعانف الصفراء الحقيقية.

"نرى في أدبيات الروبوتات السمكية حتى الآن أن هناك أنظمة رائعة حقًا صنعها آخرون ، لكن البيانات غالبًا ما تكون غير متسقة من حيث اختيار القياس والعرض. إنها فقط الحالة الحالية لمجال الروبوتات في الوقت الحالي. ورقتنا حول إن Tunabot مهم لأن بيانات الأداء الشاملة لدينا تضع معايير عالية للغاية ، "قال وايت.

يشيد لودر بالعلاقة بين علم الأحياء والروبوتات. قال الباحث: "أحد أسباب اعتقادي أن لدينا برنامجًا بحثيًا ناجحًا في هذا المجال هو التفاعل الكبير بين علماء الأحياء وعلماء الروبوتات" ،

كل اكتشاف في فرع واحد يعلم الآخر في حلقة التغذية الراجعة التعليمية.

قال بارت سميث: "لا نفترض أن علم الأحياء قد تطور إلى الحل الأفضل".

"لقد مر وقت طويل على هذه الأسماك لتتطور إلى حل يمكّنها من البقاء على قيد الحياة ، وتحديداً تناول الطعام والتكاثر وعدم تناول الطعام. وبدون قيود من هذه المتطلبات ، يمكننا التركيز فقط على الآليات والميزات التي تعزز الأداء العالي ، السرعة والكفاءة العالية ".

يريد الباحثون في النهاية تجاوز علم الأحياء. يقول لودر: "هدفنا النهائي هو تجاوز علم الأحياء. كيف يمكننا بناء شيء يشبه علم الأحياء ولكنه يسبح أسرع من أي شيء تراه هناك في المحيط؟"

نُشرت ورقتهم التي راجعها الأقران في المجلةعلوم الروبوتات.


شاهد الفيديو: حصري ولأول مره التونة المعلبة بنفس طريقة الشركات وهاتقعد سنة بدون مواد حافظة والسر في تكة الامان (قد 2021).