您现在的位置是:首页 >生活 > 2020-11-21 08:45:33 来源:

模仿自然界的机器人

火星上有蚊子,午餐时金属鸟像鸽子一样盘旋而飞。机器人正在复制自然。在自然世界是在不断的战斗与自身的食物,性和住所。失败者饿死或沦为掠食者的猎物,而胜利者则传递有助于他们成长的基因。通过自然选择,许多物种进化出强大的方式来导航环境。工程师们正在学习自然的教训,以建造奇怪的新机器人。

田方宝博士和Brendan Burns博士是新南威尔士大学的生物技术专家。他们看着自然世界,了解动物如何飞翔和游泳。

方宝说:“大自然可以教会我们制造更高效的机器人。这些机器人可以用在孩子的玩具,无人机上,也可以用在其他星球上的机器人上。”

布伦丹说:“我们正在审视自然,并努力追赶。在很多情况下,我们做得更好。”

防保科着眼于结构的鱼的鳍。鱼可以快速通过水来回避捕食者和障碍物。这些反应发生的速度比计算机快,并且它们的身体进化为消耗更少的能量来游泳。

鱼浮力已经被用于远洋滑翔机上。它使他们旅行数周而无需加油。

不折不扣的传单

他们还研究昆虫和鸟类的翅膀。

布伦丹说:“翅膀各不相同。蜻蜓的翅膀相当坚硬,而像蜜蜂这样的东西,其翅膀大多呈刚性,并带有灵活的外侧。”

机翼的变化使这些动物掌握了独特的飞行风格。方宝和布伦丹研究了适合不同机器人工作的机翼。

例如,蚊子的翅膀在火星上可能效果很好。

火星蚊子

许多昆虫的翅膀依靠产生前缘涡旋。当机翼在飞行过程中逆着气流倾斜时,就会发生这些涡流。在机翼下方的压力发生变化之前,这会导致急剧的升力。

这些涡流会导致致命的飞机坠毁,但昆虫却找到了一种方法来使用涡流使飞行异常顺利。布伦丹说:“如果您以另一种方式翻转机翼,您将获得另一次提振。昆虫每秒这样做200-1000次。它们获得了涡旋的所有好处,而没有任何不利方面,”布伦丹说。

人类的飞行形式依赖大量的气压,但在火星上,大气层稀薄,因此飞行困难。昆虫的飞行太小,不能仅依靠气压,因此非常适合火星。工程师还研究了带翼无人机。

超级计算机模拟

为了了解鱼,鸟和昆虫如何在空气和水中移动,方宝和布伦丹进行了录音,然后在西澳州的帕西超级计算中心使用功能强大的超级计算机进行仿真。

布伦丹说:“我们可以通过实验来做到这一点,但其中涉及道德。这需要做一些事情,例如关闭鱼脑的一部分或切断昆虫的翅膀的一部分。”

方宝说:“相反,我们正在使用人工智能来观察鱼类对环境的反应。我们可以控制模拟环境来了解鱼类的外观或感受,因此我们知道重要的事情。”

这仍然是仿生的早期时代,在机器人能够完全复制自然之前,研究人员还有很长的路要走。

但是有一天,我们可以看到铝制蚊子在火星上拍打着翅膀,塑料飞翔的飞盘为我们提供饭食,潜水员和机器鱼一起游泳。

机器人技术的未来可能成为大自然的金属镜子。