งูไซด์ไวด์เดอร์แสดงกลอุบายให้หุ่นยนต์ปีนป่ายทราย
งูหางกระดิ่ง Sidewinder เว็บตรงฝากถอนไม่มีขั้นต่ำ ที่บิดตัวไปมาบนเนินทรายมีเคล็ดลับในการปรับการเคลื่อนไหวที่โค้งของมัน ซึ่งช่วยปรับปรุงการออกแบบหุ่นยนต์และความเข้าใจในการเคลื่อนไหวแบบไม่มีขาบนทราย
ในการทดสอบในห้องปฏิบัติการบนเนินทรายCrotalus cerastesงูสามารถทำลายงูพิษและงูพิษอีก 13 ชนิดได้อย่างง่ายดาย นักฟิสิกส์ Daniel Goldman จากสถาบันเทคโนโลยีจอร์เจียในแอตแลนตากล่าว
ในขณะที่รถไถเดินตามทางคดเคี้ยวขึ้นบนทางลาดชันที่เพิ่มขึ้นเรื่อยๆ มันจะไม่กดลึกและลึกเท่าที่ควร แต่ผู้ขับทางด้านข้างลดความเสี่ยงที่จะลื่นไถลโดยการเพิ่มสัดส่วนของร่างกายเมื่อสัมผัสกับพื้นผิวทรายบนพื้นผิวที่บิดเบี้ยวโดยเฉพาะGoldman และเพื่อนร่วมงานกล่าวในวิทยาศาสตร์ 10 ต.ค. การสัมผัสร่างกายที่เพิ่มขึ้นอาจใช้พลังงานน้อยกว่าการขุดลึกลงไปในทราย โกลด์แมนกล่าว
Auke Ijspeert นักวิทยาการหุ่นยนต์แห่ง École Polytechnique Fédérale de Lausannein สวิตเซอร์แลนด์ กล่าวว่า ความท้าทายในการเคลื่อนตัวบนทรายไม่ได้ดึงดูดความสนใจทางวิทยาศาสตร์มากนัก เขาชี้ให้เห็นทรายและกรวด ครอบคลุมพื้นที่ขนาดใหญ่ของโลก
ผู้เขียนร่วมการศึกษา Howie Choset จาก Carnegie Mellon University ใน Pittsburgh กล่าว การเพิ่มขีดความสามารถของหุ่นยนต์ในการเคลื่อนย้ายทรายที่ลื่นและไม่เสถียรสามารถขยายขอบเขตของความพยายามในการกู้ภัยหรือเพียงแค่การสำรวจธรรมดาๆ ในปี 2011 หุ่นยนต์รูปงูตัวหนึ่งของเขาชื่อเอลิซาเบธ ได้เข้าร่วมการสำรวจทางโบราณคดีไปยังถ้ำบนชายฝั่งทะเลแดงของอียิปต์ซึ่งเก็บซากเรืออียิปต์โบราณไว้ เอลิซาเบธดิ้นไปมาในถ้ำที่ยังไม่ได้สำรวจ แต่ถูกบดบังด้วยเนินทรายที่ปีนขึ้นไปไม่ได้
โกลด์แมนหันไปหาสวนสัตว์แอตแลนต้าเพื่อดูวิธีที่คนเดินถนนรับมือกับเนินทราย แทนที่จะนำสัตว์มีพิษเข้าไปในห้องแล็บ ผู้เขียนร่วม Hamidreza Marvi ซึ่งตอนนั้นอยู่ที่ Georgia Tech ได้สร้างทางลาดทดสอบการเคลื่อนที่ด้วยทรายในเพิงที่สวนสัตว์เพื่อถ่ายงูปีนเป็นมุมต่างๆ เขาสร้างระบบอากาศเพื่อขับไล่อนุภาคบนเนินให้กลับกลายเป็นก้อนที่ไหลลื่นหลังจากที่งูแต่ละตัวเลื้อยไปมาและแม้กระทั่งนำทราย 200 กิโลกรัมจากดินแดนงูหางกระดิ่งในรัฐแอริโซนาเข้ามา บนเนินทรายที่มีเทคโนโลยีสูงแห่งนี้ ผู้เขียนร่วม Joseph Mendelson จาก Georgia Tech และ Zoo Atlanta ได้นำทีมผู้ดูแลที่พยายามเกลี้ยกล่อมงูบนทางลาด
ในบรรดาสายพันธุ์ที่ทดสอบ
มีเพียงรถไถเดินตามทางเท้าเท่านั้นที่ใช้การเคลื่อนไหวแบบโค้ง S อันเป็นเอกลักษณ์ของพวกเขาในการปีน โดยเพิ่มการสัมผัสกับพื้นผิวให้มีความยาวเกือบครึ่งหนึ่งเมื่อมีความลาดชันประมาณ 20 องศา อีก 12 สายพันธุ์จาก 13 สายพันธุ์ไม่สามารถปีนเนินทรายได้ถึง 10 องศา พวกเขา “แค่พล่ามและทำอย่างน่าสมเพช” โกลด์แมนกล่าว งูหางกระดิ่งอีกชนิดหนึ่งวิ่งขึ้นอย่างเชื่องช้า แต่ก็ไม่ใช่งูหางกระดิ่ง
การวิเคราะห์วิดีโอของงูเป็นแรงบันดาลใจให้โกลด์แมนและเพื่อนร่วมงานกลั่นกรองการเคลื่อนไหวเป็นเทมเพลต หรือแนวคิดที่เรียบง่ายซึ่งรวบรวมสิ่งสำคัญ เขาและเพื่อนร่วมงานเสนอว่าการกรอไซด์ไซด์เกิดขึ้นจากการทำงานร่วมกันของการเคลื่อนไหวของงูที่เหมือนคลื่นสองอย่าง ซึ่งเกิดขึ้นจากระยะเพียงเล็กน้อย โดยอันหนึ่งบิดตัวในแนวตั้งและอีกข้างหนึ่งไปอีกด้านหนึ่ง
“แนวคิดของเทมเพลตเป็นวิธีคิดที่ลึกซึ้งจริงๆ เกี่ยวกับการเคลื่อนไหวของสัตว์ทั้งหมด” Jake Socha จาก Virginia Tech ในแบล็กส์เบิร์ก ผู้ศึกษาการเคลื่อนไหวของงูในอากาศกล่าว “บางทีงูที่บินได้ก็ต้องการคลื่นหักงอสองคลื่น” เขากล่าว “ฉันคิดว่าสิ่งนี้จะเป็นประโยชน์สำหรับการวิจัยทุกประเภทเกี่ยวกับการเคลื่อนไหวในงู”
ข้อมูลเชิงลึกจากการทดสอบช่วยเอลิซาเบธเวอร์ชันปัจจุบันได้อย่างแน่นอน นักวิจัยได้ทดสอบความคิดของพวกเขาเกี่ยวกับการเคลื่อนไหวของงูโดยการปรับหุ่นยนต์ ซึ่งตอนนี้ทำลมข้างขึ้นทางลาดได้
ดักลาส อัลท์ชูเลอร์ นักสรีรวิทยาเปรียบเทียบ ซึ่งใช้อัลกอริธึมโอเพนซอร์สของ Hedrick เพื่อศึกษาการบินของนกฮัมมิงเบิร์ดที่มหาวิทยาลัยบริติชแวนคูเวอร์ กล่าวว่า “วันนี้ เราอยู่ที่จุดเริ่มต้นของความเข้าใจใหม่ทั้งหมดเกี่ยวกับวิธีการบินของสัตว์ และไทก็เป็นผู้บุกเบิกอย่างแท้จริง โคลัมเบีย.
ในปี 2555 Hedrick และเพื่อนร่วมงานที่มหาวิทยาลัยบอสตันได้ปรับเทคโนโลยีนี้เพื่อย้ายการศึกษาชีวกลศาสตร์ของนกออกไปภายนอก นกนางแอ่นสร้างมาเพื่อวัตถุกลางแจ้งที่ยอดเยี่ยมเนื่องจากความทนทานและการแสดงผาดโผน นกบินออกไปในที่โล่งและบินแบบไม่หยุดนิ่งเป็นเวลา 13 ชั่วโมงต่อวัน “มันบ้ามาก” Bret Tobalske ผู้อำนวยการห้องปฏิบัติการการบินของมหาวิทยาลัยมอนทานาในมิสซูลากล่าว เขาทำงานร่วมกับ Hedrick ในโครงการแยกต่างหากที่เกี่ยวข้องกับนกนางแอ่นโรงนา ( Hirundo rustica )
ในโอเรกอน
นกนางแอ่นเป็นนินจากลางอากาศ – ทั้งในวิธีที่พวกมันไล่ล่าอาหารและแย่งชิงดินแดน พวกเขาได้พัฒนาทักษะความชำนาญในการจับเหยื่อที่เข้าใจยาก เช่น แมลงปอ ตั๊กแตน ผีเสื้อกลางคืน และแมลงวัน เช่น นกนางแอ่นโรงนา ล่าสัตว์ด้วยการรูดซิปไปมาในทุ่ง นก “กอดดาดฟ้า” ที่บินอยู่เหนือพื้นดินขณะแมลงเกาะอยู่เหนือศีรษะ เมื่อนกนางแอ่นเห็นแมลงตัวโต มันจะเหวี่ยงและหักจงอยปากของมันรอบๆ มื้ออาหารของมัน จากนั้นเหมือนการขี่ลูกตุ้มคาร์นิวัล นกบินกลับลงมาโดยมุ่งหน้าไปในทิศทางตรงกันข้าม เที่ยวบินทั้งหมดใช้เวลาไม่กี่วินาที เว็บตรงฝากถอนไม่มีขั้นต่ำ
